Искусственные костные структуры создаются из материала, синтезируемого микроорганизмами, с использованием 3D-прототипирования и компьютерной томографии.
- Получение синтетических костей из биосовместимых материалов с учетом индивидуальных анатомо-морфофункциональных особенностей пациентов в скором будущем станет "золотым стандартом" ортопедии и позволит избежать использования чужеродных материалов для лечения патологии, - отметила завкафедрой медицинской биологии СФУ Екатерина Шишацкая. - Аддитивное прототипирование позволяет получать изделия практически любой формы и размера. Необходима лишь технология переработки биополимерного материала для печати.
- При печати используется послойное наплавление материала. Это позволяет наносить полимер без изменения химической структуры и использования клеящего состава, - отметил в свою очередь участник научного коллектива Константин Кистерский. - Пруток с бобины по тефлоновой трубке проходит в сопло мини-экструдера и печатает слой заданной толщины, двигаясь по оси Х и оси У. При этом платформа, давая новый слой для печати, сдвигается по оси Z. В настоящее время мы пробуем разные подходы, основываясь на физико-механических свойствах полимерного материала "Биопластотан".
Это биоразрушаемый полимер, созданный красноярскими биологами. Шесть лет назад за исследования по разработке технологий получения "Биопластотана" и создание научных основ для их применения в медицинской практике Екатерина Шишацкая была удостоена премии Президента РФ.
На следующем этапе работы ученые намерены провести комплексную оценку экспериментальных имплантатов на соответствие российским и международным стандартам.
Кстати
Отметим, что работа в данном направлении ведется учеными во многих странах. Нынешней зимой стало известно, что американские ученые разработали и успешно испытали 3D-биопринтер, предназначенный для печати некоторых костей тела, рук, хрящей и ушей из стволовых клеток и специальных полимерных шаблонов.
Разработчики принтера решили главную проблему, препятствовавшую печати полноценных копий органов, пригодных для имплантации. По их словам, ранее из стволовых клеток возможно было создавать лишь очень тонкие слои ткани. Когда толщина слоя превышала 200 микрометров, ткань начинала гибнуть, поскольку без наличия кровеносных сосудов питательные вещества и кислород не могли проникнуть в нее.
Выходом из ситуации стал специальный полимер, оставляющий небольшие просветы между слоями ткани. С ним клетки будущих органов вырастают, не испытывая проблем с питанием. Готовый орган ученые помещают в организм мыши или человека, где он прорастает кровеносными сосудами, а полимер постепенно разлагается. В результате возникает полноценный орган, обладающий всеми нужными характеристиками.