Die wunderbare Welt des 3D-Drucks ist wirklich ein Wunder der modernen Wissenschaft. Materialwissenschaftler wenden diese flexible Technologie auf das Problem der Knochenheilung mit 'hyperelastischem Knochen' an.
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Die Heilung von Knochen beim Menschen ist ein langer und schmerzhafter Prozess. In Bereichen mit hohem Schaden Knochenersatz Autotransplantate werden häufig verwendet. Bei dieser Technik wird Knochen von einer Region im Körper des Patienten in eine andere implantiert. Während ein Vorteil dieses Ansatzes in der Verwendung des eigenen Knochens des Patienten einschließlich der Stammzellen zur Erleichterung des Wachstums besteht, erfordert das Verfahren zusätzlicheOperation mit allen damit verbundenen Schmerzen, Erholungszeit und möglichen Komplikationen.
Eine andere Technik, um verlorenen Knochen zu ersetzen, ist das Gerüst. Gerüste bestehen aus natürlichen und synthetischen Materialien und bilden einen Rahmen, auf dem Stammzellen zu Knochen und Knorpel wachsen können. Damit dieser Prozess effektiv funktioniert, muss das ausgewählte Gerüstmaterial für Stammzellen gastfreundlich seinEin häufig verwendetes Material, Calciumphosphat, hat Erfolg beim Wachstum von Stammzellen gezeigt, wird jedoch manchmal vom Immunsystem angegriffen, was zu einem Knochenwachstum von Null führt. Die Sprödigkeit dieses Materials kann die Implantation problematisch machen undDie Kosten und die Herstellungszeit können ebenfalls ein Faktor sein.
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Geben Sie den 3D-Drucker 'hyperelastischer Knochen' ein. Dieses von Forschern der Northwestern University, Illinois, entwickelte Gerüstmaterial kombiniert Hydroxylapatit, ein im Knochen vorkommendes Mineral, mit Polycaprolacton. ein biokompatibles Polymer. Die Festigkeit des Materials wird durch den Hydroxylapatit bereitgestellt chemische Hinweise auf Stammzellen zur Knochenbildung . Die Flexibilität kommt vom Polycaprolacton, was eine einfache Implantation ermöglicht.
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Fachleute auf der ganzen Welt nehmen dies zur Kenntnis. Der Biomaterialingenieur Jos Malda von der Universität Utrecht in den Niederlanden sagte
„Dies ist eine gute Möglichkeit, die Herausforderungen bei der Herstellung von Knochenersatz zu bewältigen. Das Gerüst ist einfacher herzustellen als andere und bietet mehr Vorteile.“
Das neue Material verkürzt die Wartezeiten erheblich. Ein Gerüst aus hyperelastischem Knochen, das auf den Röntgenaufnahmen des Patienten basiert, kann in 3D gedruckt und innerhalb des Tages implantiert werden.
Ramille Shah, Co-Autor der Studie, sagte: „Wir drucken flexible Gerüste, die das Knochenwachstum durch und um sie herum fördern.“
Tests des Materials bei Säugetieren zeigten keine Entzündung oder Infektion mit einer effizienteren Blutgefäßinfiltration und Knochenverkalkung als bei Kontrollen.
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Mit den in der biomedizinischen Technik bereits gebräuchlichen Bestandteilen berichtete Malda, dass hyperelastischer Knochen eine kostengünstige Lösung für den Knochenersatz darstellen würde. Die Geschwindigkeit der Herstellung und die Einhaltung präziser Spezifikationen eröffnen der Technologie eine Reihe von Möglichkeiten. Shah fuhr fort, "Der Himmel ist die Grenze für die Anwendungen dieses Materials."
Lesen Sie die Ergebnisse der Forscher in ihrer neu veröffentlichten Wissenschaftliche translationale Medizin Papier .
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Via : Wissenschaft
Geschrieben von Jody Binns