В Брно разрабатывают технологию 3D-печати костей
Используя специальный биоматериал и разработанный для этой цели 3D-принтер, ученые центра CEITEC Технического университета в Брно учатся печатать костные имплантаты.
В будущем они помогут быстрее восстанавливаться пациентам, например, после сложных нейрохирургических операций на головном мозге. Новый вид имплантата может стимулировать рост костной ткани после травм или операций, а затем постепенно рассасываться в организме. Благодаря 3D-печати его можно создать по индивидуальным меркам каждого пациента.
Специальный состав, который служит каркасом для новой костной ткани, готовится в особом скоростном миксере.
«Это наше ноу-хау. Основой является так называемая биокерамика. А вторым компонентом – вода, смешанная с биоматериалом. Мы называем это полимерами, по сути, это такая вязкая жидкость. Мы дозируем эту пасту в шприц, который затем вставляется в 3D-принтер, и начинается печать», – по словам руководителя исследовательской группы Люции Войтовой, организм постепенно усваивает этот материал, чтобы его заменила собственная кость пациента.
«Эта 3D-печать имеет для нас то преимущество, что она предназначена для персонализированной медицины. Это значит, что для каждого конкретного пациента, который в этом нуждается, образец и имплантат печатаются индивидуально. В данный момент мы готовим тестовые образцы, такие маленькие диски, которые имеют точно такую же структуру, какую имели бы настоящие образцы, предназначенные уже для пересадке пациентам», – описывает процесс сотрудник CEITEC Пршемысл Менчик.
Биоактивный клей используется в качестве строительного элемента для восстановления кости.
«Паста способна идеально заполнить дефект и сделать так, чтобы это поврежденное место проросло новой костной тканью, то есть фактически сформировалась новая кость, а наш материал полностью рассосался в организме. Такой дефект может быть, например, в черепе, когда нейрохирурги оперируют головной мозг: им нужно вырезать часть черепной коробки, а затем они возвращают ее на место. При подобных операциях врачи сегодня часто прибегают к металлическим или пластиковым имплантатам», – комментирует Люция Войтова.
Брненские ученые хотят предложить другой подход. Имплантат, который временно заполнит поврежденное место, простимулирует рост новой кости и постепенно сам рассосется.
– Сейчас у нас есть один проект, где мы действительно склеиваем эти кости, тестируем технологию на овцах. В рамках другого проекта мы стараемся использовать антибактериальный материал, чтобы предотвратить появление воспаления, а если оно уже есть – наоборот, вылечить его. Или же мы ведем проект по восстановлению верхнего неба, например, при расщелинах у детей.
Пока исследователи протестировали результаты только на животных.
От повседневного использования в больницах технологию все еще отделяют годы разработок, клинических испытаний и сложного процесса одобрения.
«Мы ждем признания мирового патента, чтобы затем при необходимости продать лицензию какому-либо инвестору или компании, которая действительно захочет вывести продукт на рынок и профинансировать клинические испытания, а они будут стоить огромных денег», – говорит Люция Войтова. Таким образом, ученых ждет еще долгий законодательный процесс.
До тех пор они планируют развивать технологию дальше – от регенерации костей до лечения поврежденных мягких тканей.
