3d-gedrukte botstructuur zorgt voor weefselregeneratie


3d-gedrukte botstructuur zorgt voor weefselregeneratie

3D-afdrukken kan nu het menselijk bot helpen, dat grote weefselschade heeft ondergaan, volgens onderzoek op 19 januari 2016, tijdens de conferentie 'Printing for the Future', die plaatsvond bij het Institute of Physics in Londen, Verenigd Koninkrijk.

Manolis Papastavrou, afgebeeld met 3D-gedrukt botweefsel.

Beeldkrediet: Nottingham Trent University

Rapid Prototyping (RP) technologie, de voorloper van 3D-afdrukken is al sinds de jaren tachtig, maar het is pas relatief recent zichtbaar in de mainstream.

Ontwerpers hebben gebruik gemaakt van 3D-printtechnieken om een ​​verscheidenheid aan artikelen te maken, van sieraden tot geïndividualiseerde voetbalschoenen en zelfs een grootvaderklok. Een groep werkt momenteel aan een vliegtuigvleugel.

De medische wereld heeft grote verwachtingen voor 3D-afdrukken. Medical-Diag.com Heeft al gerapporteerd over het gebruik van 3D-technologie om deel uit te maken van een sternum dat chirurgen succesvol in een kankerpatiënt geïmplanteerd hebben.

Patiënten die een kankerbehandeling ondergaan of die een groot fractuurgezicht ervaren, hebben een groot volume botweefsel verloren. Synthetische botvervangers kunnen gebruikt worden om het verloren materiaal te vervangen, maar het maken van deze moeilijk genoeg voor het werk kan een uitdaging zijn.

Tijdelijke brug zal patiënten helpen na behandeling van kanker en fracturen

Manolis Papastavrou, van Nottingham Trent University's Research for Health and Wellbeing Research Group, in Nottingham, Groot-Brittannië, beheert de microstructuur van een 3D-afgedrukte botsteiger.

De structuur biedt een tijdelijke brug die de regeneratie van natuurlijk weefsel mogelijk maakt. Het kan worden aangepast aan de individuele exacte grootte en vormvereisten, gebaseerd op medische beeldgegevens. Poreus zijn, betekent dat bloedstroom en celgroei kunnen optreden.

De steiger bestaat uit dezelfde mineralen die in natuurlijk bot voorkomen. Het kan oplossen als de patiënt zich herstelt en nieuwe weefsels vervangen.

Onderzoekers studeerden hoe de groei van kristallen bij sub-nul temperaturen zou kunnen worden gebruikt samen met 3D-druk technieken om een ​​materiaal op verschillende grootteordeningen te structureren. Zij streven ernaar om structuren die in biologische materialen bestaan ​​te nabootsen.

Het team is van mening dat het combineren van 3D-afdrukken met bevriezing een snellere en meer economische productie van medische apparatuur mogelijk maakt.

De heer Papastavrou, een promovendus, legt uit dat de structuur van een materiaal, van moleculaire tot macro-niveau, de taaiheid beïnvloedt. Porositeit zou normaal gesproken een materiaal verzwakken, maar de huidige technologie kan dat overwinnen.

Toekomstige toepassingen: implantaten en drug vrijgave controle

Prof. Breedon, van de Universiteit van Nottingham, die het onderzoek heeft geholpen, noemt het 'een echte stap voorwaarts', omdat het aantoont hoe 3D-afdrukken biomaterialen kunnen verbeteren zonder dat hoge resolutie nodig is.

Het manipuleren van de groei van kristallen in een 3D-gedrukt materiaal maakt het mogelijk om de microstructuren van botstellingen te verbeteren. Dit zal hen sterker maken en kunnen mensen helpen om sneller te herstellen na een ernstige ziekte of letsel.

De onderzoekers vertelden Medical-Diag.com Dat er nog geen klinische studies zijn uitgevoerd, omdat het team nog steeds aan het verbeteren van de mechanische eigenschappen van steigers werkt.

Wat de technologie betreft op dit moment, hebben ze ons verteld:

Het gebruikte materiaal (bèta-tricalciumfosfaat) heeft bewezen de geschikte biologische eigenschappen te tonen. Het proces is nog in ontwikkeling, de volgende stap is de infiltratie van deze zeer poreuze structuur met een polymeer om een ​​sterke bio-composiet te creëren. Het onderzoek demonstreert het concept van het combineren van 3D-afdrukken met andere conventionele steigerfabrieken (in dit geval bevriezen) om zeer fijne microstructuurfuncties te verkrijgen. We denken dat het nog eens vijf tot tien jaar zal duren voordat deze technologie in een klinische omgeving gebruikt kan worden. '

De onderzoekers hebben ook verteld Medical-Diag.com Dat de technologie kan worden gebruikt in gecontroleerde drug vrijlating. Het vermogen om het niveau van de microporositeit op maat te maken, maakt het een goede kandidaat voor deze functie. "Door het bevriezen van de bevriezing in verschillende gebieden van een gedrukt deel," zeiden ze, "is het mogelijk om porositeitsgradiënten te verkrijgen, met geleidelijk kleiner poriën Naar zijn buitenoppervlak."

De heer Papastavrou voegt eraan toe dat metalen orthopedische implantaten kunnen vervangen worden door botstelen in materialen die door het lichaam kunnen worden afgebroken.

Medical-Diag.com Onlangs gemeld dat chirurgen gebruik maken van 3D-modellen om de veiligheid van de operatie te verbeteren waarin ze een vader's nier in zijn dochter getransplanteerd hebben.

Matt Mills: Image recognition that triggers augmented reality (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk