Ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Waterloo ανέπτυξε ένα νέο υλικό που μοιράζεται πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τον ιστό των οστών.
Η χρήση του σε τρισδιάστατους εκτυπωτές προσφέρει μια νέα και καινοτόμο επιλογή θεραπείας για ασθενείς που υποβάλλονται σε σημαντική επισκευή του σκελετού και ανακατασκευή. Οι τρέχουσες χειρουργικές επεμβάσεις ανακατασκευής περιλαμβάνουν τη χρήση μεταλλικών εμφυτευμάτων και δωρεάς οστών. Οι χειρουργοί ζητούν συγκεκριμένο μέγεθος και τύπο από τράπεζες ιστών για να ταιριάζει όσο το δυνατόν καλύτερα με την ανατομία του ασθενούς τους, αλλά σπάνια είναι μια τέλεια προσαρμογή. Επιπλέον, το σώμα του ασθενούς μπορεί να απορρίψει το δωρηθέν οστό.
Για την επίλυση αυτών των προβλημάτων, το νέο αυτό βιοπολυμερές νανοσύνθετο υλικό μπορεί να εκτυπωθεί τρισδιάστατα σε ένα προσαρμοσμένο μόσχευμα οστών που έχει σχεδιαστεί για να καλύψει τις μοναδικές ανάγκες του ασθενούς. Ενδέχεται επίσης να εξαλείψει την ανάγκη για μεταλλικές πλάκες, να μειώσει τον κίνδυνο μόλυνσης και να αυξήσει την πιθανότητα επιτυχούς αποδοχής του μοσχεύματος από το σώμα του ασθενούς.
Η έρευνα με τίτλο, «Αξιολόγηση της απόκρισης των οστικών κυττάρων σε νέα τρισδιάστατα εκτυπώσιμα νανοσύνθετα βιοϋλικά για ανακατασκευή οστών» δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Journal of Biomedical Materials Research Part A. «Έχουμε δημιουργήσει ένα υλικό που είναι ισχυρό, τρισδιάστατα εκτυπώσιμο και συμβατό με την πιθανότητα να γίνει νέος οστικός ιστός», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Δρ. Thomas Willett, καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικής Σχεδιασμού Συστημάτων και διευθυντής του νέου μεταπτυχιακού προγράμματος βιοϊατρικής μηχανικής.
Tο υλικό αυτό συνδυάζει νανοσωματίδια που μιμούνται τη σύνθεση των οστικών ανόργανων στοιχείων και συμβάλλουν στην ενίσχυση του υλικού. Τελικά, η ομάδα ελπίζει ότι τα οστικά κύτταρα θα αναπτυχθούν και θα αντικαταστήσουν το βιοπολυμερές νανοσύνθετο με νέο οστό, ενώ το σώμα θα αποβάλει το βιοπολυμερές νανοσύνθετο.
«Η δουλειά μας αυτή τη στιγμή εστιάζει στην ενίσχυση της λειτουργικής ανθεκτικότητας του βιοπολυμερούς νανοσύνθετου ως εμφυτεύματος και στην ικανότητά του να αντικαθίσταται από ζωντανό οστό με την πάροδο του χρόνου», δήλωσε η υποψήφια διδάκτορας Elizabeth Diederichs από το Πανεπιστήμιο του Waterloo. «Στόχος είναι αυτό το υλικό να μειώσει την ανάγκη των ασθενών για επαναλαμβανόμενες επεμβάσεις μετά από χειρουργική ανακατασκευή οστών». Η ομάδα πραγματοποίησε επιτυχημένες δοκιμές για τη συμβατότητα με τα οστικά κύτταρα σε συνεργασία με τη Δρ. Maud Gorbet, καθηγήτρια στη Σχολή Μηχανικών του Waterloo και διευθύντρια του προπτυχιακού προγράμματος βιοϊατρικής μηχανικής. «Κάθε υλικό που εμφυτεύεται στο σώμα προκαλεί μια βιολογική απόκριση», δήλωσε η Δρ. Gorbet. «Οι δοκιμές μας δείχνουν ότι η βιολογική απόκριση των οστικών κυττάρων στο βιοπολυμερές νανοσύνθετο υπερέχει σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους. Προσκολλώνται, πολλαπλασιάζονται και διατηρούν τη συμπεριφορά τους, κάτι που είναι πολύ ενθαρρυντικό».