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
svg%3E
Περισσότερα

3D κυτταρικό μοντέλο: Μια νέα προσέγγιση στη θεραπεία τραυματισμών χειλιών

3D κυτταρικό μοντέλο: Οι ερευνητές έχουν σημειώσει μια σημαντική πρόοδο στην αναγεννητική ιατρική, δημιουργώντας το πρώτο τρισδιάστατο κυτταρικό μοντέλο στον κόσμο που έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη μελέτη τραυματισμών στα χείλη.

Υγειονομική περίθαλψη: Πώς το AI δημιουργεί ένα νέο ψηφιακό χάσμα υγείας

Υγειονομική περίθαλψη: Καθώς βρισκόμαστε στο κατώφλι μιας επανάστασης στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης, είναι κρίσιμο να εξετάσουμε τις βαθιές κοινωνικές επιπτώσεις που συνεπάγεται.

Καρκίνος του Μαστού: Νέες γνώσεις από την κυτταρική ανάλυση

Καρκίνος του Μαστού: Η πρόσφατη έρευνα προσφέρει μια σημαντική κατανόηση των διάφορων τύπων κυττάρων του μαστού και της σχέσης τους με την ανάπτυξη και εξάπλωση του καρκίνου του μαστού.

Μετρητές γλυκόζης: Μια νέα τάση για την προσωπική ευεξία;

Μετρητές γλυκόζης: Καθώς οι τομείς της ευεξίας και της τεχνολογίας υγείας εξελίσσονται, οι μετρητές γλυκόζης προσελκύουν το ενδιαφέρον ως ενδεχόμενο νέο αξεσουάρ για όσους ενδιαφέρονται για την προσωπική τους υγεία.

Υπέρηχος: Νέα ελπίδα για γρήγορη διάγνωση εγκεφαλικών τραυματισμών

Υπέρηχος: Η τεχνολογία του υπερήχου, γνωστή για τη χρήση της στη διάγνωση διαφόρων ιατρικών καταστάσεων, αποδεικνύεται ολοένα και πιο χρήσιμη και ως εργαλείο αναζήτησης και διάσωσης, ιδίως σε περιπτώσεις εγκεφαλικών τραυματισμών.

Καρκίνος του προστάτη: Πώς η τεχνητή νοημοσύνη βελτιώνει τη διάγνωση του;

Καρκίνος του προστάτη: Η ενσωμάτωση της τεχνητής νοημοσύνης στον ιατρικό τομέα έχει επαναστατήσει διάφορες διαγνωστικές διαδικασίες, με μία από τις πιο υποσχόμενες εφαρμογές της να είναι η μέτρηση και ανάλυση των βλαβών του καρκίνου του προστάτη.

Διαγνωστική επανάσταση: Ανίχνευση σηψαιμίας σε νεογέννητα με τεχνητή νοημοσύνη

Διαγνωστική επανάσταση: Νέα ερευνητικά δεδομένα έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη ενός καινοτόμου εργαλείου που μπορεί να προβλέψει τη σηψαιμία σε νεογέννητα που φαίνονται υγιή.

Close Icon