Search Icon
ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ
Τεχνολογία

Βιοϊατρική: Εκτυπώσιμα εμφυτεύματα για ιστούς και οστά

Βιοϊατρική: Εκτυπώσιμα εμφυτεύματα για ιστούς και οστά

Βιοϊατρική: Τα πολυμερή με βάση την ντοπαμίνη δεν είναι κατάλληλα μόνο για προσκόλληση ιστού: Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη λειτουργικών επιφανειών, αντιβακτηριακών υλικών και έξυπνων επικαλύψεων με ειδικές λειτουργίες.



Τα εμφυτεύματα ισχίου από τιτάνιο δεν διαρκούν για πάντα — χαλαρώνουν σταδιακά, χάνοντας αργά ή γρήγορα το κόκκαλό τους καθώς υποχωρεί με την πάροδο του χρόνου. Ερευνητές στο Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP εργάζονται μαζί με το Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB και το Fraunhofer U.S.


Το βιομιμητικό, αντιμικροβιακό υλικό εφαρμόζεται στην επιφάνεια από τιτάνιο του εμφυτεύματος, το οποίο στη συνέχεια συνδέεται με το οστό και προσκολλάται φυσικά στο οστό. Το κλειδί εδώ είναι ότι η κόλλα ιστού, η οποία μιμείται την συγκολλητική ιδιότητα των μυδιών, μπορεί να εκτυπωθεί—ακόμα και σε καμπύλες και ανώμαλες επιφάνειες.

Ο όλεθρος των πλοιοκτητών, τα μύδια προσκολλώνται σφιχτά στο κύτος των σκαφών, και οι αυξήσεις τους αποδεικνύονται δύσκολο να αφαιρεθούν. Τα μύδια χρησιμοποιούν μια πρωτεΐνη που περιέχει το αμινοξύ διυδροξυφαινυλαλανίνη (επίσης γνωστή ως DOPA) για να προσκολληθούν στις επιφάνειες. Ερευνητές στο Fraunhofer IAP στο Επιστημονικό Πάρκο του Πότσνταμ συνεργάζονται με τους Fraunhofer IGB και Fraunhofer U.S. CMI για την ανάπτυξη μιας βιομιμητικής κόλλας που μιμείται αυτήν την ιδιότητα.

Ξεχωρίζει από τις αξιοσημείωτες συγκολλητικές του ιδιότητες, οι οποίες του επιτρέπουν να χρησιμοποιείται σε ποικίλες εφαρμογές στη βιοϊατρική, όπως το κλείσιμο ανοιχτών πληγών, για παράδειγμα. Μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στις επιφάνειες τιτανίου των εμφυτευμάτων ως συγκολλητικό, προκαλώντας το σώμα να αναγνωρίσει την επιφάνεια ως ουσία που μοιάζει με κόκκαλο και να τη συνδέσει με το οστό.

“Το DOPA διασφαλίζει ότι η πρόσφυση είναι εξαιρετικά αποτελεσματική. Έχουμε χρησιμοποιήσει αυτήν την ιδιότητα στο συγκολλητικό μας υλικό συνθέτοντας πολυμερή που περιέχουν ντοπαμίνη, ένα χημικό ανάλογο του DOPA. Η κόλλα με βάση την ντοπαμίνη μπορεί να αναμιχθεί με μια ποικιλία προσθέτων, όπως ο απατίτης (μια ουσία από την οποία αποτελούνται τα δόντια), πρωτεΐνες και μόρια σήματος.

«Αυτά προάγουν την ανάπτυξη των οστικών κυττάρων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίστρωση εμφυτευμάτων τιτανίου, για παράδειγμα», εξηγεί ο Δρ Wolfdietrich Meyer, επιστήμονας στο Fraunhofer IAP. Η ειδική επίστρωση επιτρέπει στο εμφύτευμα να φαίνεται πιο «φυσικό» στο σώμα, προάγοντας τη διαδικασία επούλωσης και την ενσωμάτωση του εμφυτεύματος. Η βιο-βάση, βιώσιμα παραγόμενη κόλλα έχει επίσης αντιμικροβιακές ιδιότητες.

Τα πολυμερή με βάση την ντοπαμίνη δεν είναι κατάλληλα μόνο για προσκόλληση ιστού: Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη λειτουργικών επιφανειών, αντιβακτηριακών υλικών και έξυπνων επικαλύψεων με ειδικές λειτουργίες.

 

Οι φωτοαντιδραστικές κόλλες μπορούν να εκτυπωθούν σε ανώμαλες επιφάνειες

Η λειτουργικότητα της κόλλας μπορεί να αυξηθεί μέσω χημικής σύνθεσης. Μπορεί να τροποποιηθεί για να αντιδρά στο φως, έτσι ώστε να σκληραίνει όταν εκτίθεται σε ακτίνες UV. Αυτή η διαδικασία ενισχύει το συγκολλητικό του αποτέλεσμα. Τα φωτοαντιδραστικά υλικά μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία σε τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιώντας υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει την κατασκευή πολύπλοκων δομών για προσαρμοσμένα ιατρικά εμφυτεύματα.

Η ερευνητική ομάδα της Fraunhofer IAP και της IGB πέτυχε να καταστήσει την κόλλα εκτυπώσιμη με διασταυρούμενη σύνδεση των πολυμερών. «Έχουμε αναπτύξει αποτελεσματικά το εκτυπωτικό υλικό για τρισδιάστατη εκτύπωση», λέει ο Meyer. Ένας βιοεκτυπωτής χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή του υλικού στον τρισδιάστατο άξονα τιτανίου μιας άρθρωσης ισχίου στο Fraunhofer U.S. Center for Manufacturing Innovation CMI στη Βοστώνη των Η.Π.Α.

 

Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube

Διαβάστε Eπίσης:

Εμφύτευμα εγκεφάλου μπορεί να επιτρέψει την επικοινωνία μέσω σκέψεων

AI: Εργαλείο ιατρικής τεχνητής νοημοσύνης επιδοκιμάζει τον άνθρωπο

Σούπερ μελανίνη θεραπεύει δερματικά τραύματα από ηλιακά και χημικά εγκαύματα

Πώς βελτιώνεται η ανίχνευση καρκίνου από την τεχνητή νοημοσύνη;

svg%3E svg%3E
svg%3E
Αφιέρωμα στον Διαβήτη healthwebgr svg%3E
Περισσότερα

Νέα μέθοδος ανάπτυξης αιμοφόρων αγγείων σε εργαστηριακά οργανοειδή 

Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα καινοτόμο πρωτόκολλο που περιλαμβάνει τη χρήση βιοϋλικών, κυτταρικών παραγόντων και μοριακών σηματοδοτών για την προώθηση της αγγειογένεσης σε τρισδιάστατα οργανοειδή.

Τεχνητή νοημοσύνη: Μπορεί να βοηθήσει στην ανίχνευση εγκεφαλικών όγκων;

Τεχνητή νοημοσύνη: Οι ακτινολόγοι βρίσκονται μπροστά σε μια σημαντική επανάσταση στον τομέα της ιατρικής απεικόνισης, καθώς η τεχνητή νοημοσύνη αναμένεται να παίξει καθοριστικό ρόλο στην ανίχνευση εγκεφαλικών όγκων.

Νευρωνική διεπαφή: Πρόσβαση στον εγκέφαλο χωρίς επεμβατική χειρουργική

Νευρωνική διεπαφή: Οι τελευταίες εξελίξεις στην ιατρική τεχνολογία οδήγησαν στην ανάπτυξη μιας νέας ελάχιστα επεμβατικής νευρωνικής διεπαφής που υπόσχεται να αλλάξει δραστικά τον τρόπο αλληλεπίδρασης με τον εγκέφαλο.

Η τεχνική που επαναπροσδιορίζει τη µεταµόσχευση οργάνων 

Ένα από τα πιο υποσχόμενα πεδία έρευνας είναι η βιολογία των βλαστοκυττάρων. Τα βλαστοκύτταρα έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε πολλούς τύπους κυττάρων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγέννηση κατεστραμμένων οργάνων ή ιστών.

Νέο σύστημα φακών για ενδοσκόπια επιτρέπει στους γιατρούς να δουν μέσα στο σώμα όπως ποτέ άλλοτε

Ενδοσκόπιο: Έχει σχεδιαστεί ένα νέο είδος συστήματος φακών για την άκρη ενός ενδοσκοπίου, το οποίο θα μπορούσε να επιτρέψει στους γιατρούς να βλέπουν και να θεραπεύουν περιοχές βαθιά μέσα στο σώμα.

Ρομποτική χειρουργική: Ο νέος τρόπος αντιμετώπισης της πρόπτωσης μήτρας

Ρομποτική χειρουργική: Η πρόπτωση της μήτρας, όπου η μήτρα υποχωρεί από τη φυσική της θέση και κατέρχεται στον κόλπο, είναι μια συχνή κατάσταση που επηρεάζει πολλές γυναίκες, ειδικά εκείνες που έχουν υποβληθεί σε τοκετούς.

Τεχνητή νοημοσύνη: Ο νέος σύμμαχος στην ανίχνευση καρκινικών όγκων εγκεφάλου

Τεχνητή νοημοσύνη: Ένα επαναστατικό μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης έχει αναπτυχθεί για τον εντοπισμό καρκινικών όγκων στον εγκέφαλο με απίστευτη ταχύτητα και ακρίβεια.

Close Icon