مادة الاحياء

العظام المطبوعة ثلاثية الأبعاد تشفي الإصابات بشكل أسرع

العظام المطبوعة ثلاثية الأبعاد تشفي الإصابات بشكل أسرع


إن العالم الرائع للطباعة ثلاثية الأبعاد هو حقًا أعجوبة من أعجوبة العلم الحديث. يطبق مهندسو علوم المواد هذه التقنية المرنة على مشكلة التئام العظام مع "العظام المفرطة المرونة".


[مصدر الصورة: علم]

شفاء العظام عند الإنسان عملية طويلة ومؤلمة. في مناطق التلف الشديد ، استبدال العظام الطعم الذاتي كثيرا ما تستخدم. ترى هذه التقنية انغراس العظام من منطقة في جسم المريض إلى منطقة أخرى. في حين أن إحدى فوائد هذا النهج تكمن في استخدام عظام المريض نفسه ، بما في ذلك الخلايا الجذعية لتسهيل النمو ، فإن الإجراء يتطلب جراحة إضافية مع كل الألم المصاحب ووقت الشفاء والمضاعفات المحتملة.

تقنية أخرى لاستبدال العظام المفقودة هي السقالة. توفر السقالات ، التي تتكون من مواد طبيعية وصناعية ، إطارًا يمكن أن تنمو عليه الخلايا الجذعية في العظام والغضاريف. لكي تعمل هذه العملية بشكل فعال ، يجب أن تكون مادة السقالات المختارة ملائمة للخلايا الجذعية ولا تثير استجابة مناعية. أظهرت مادة شائعة الاستخدام ، وهي فوسفات الكالسيوم ، نجاحًا في نمو الخلايا الجذعية ، ولكن في بعض الأحيان يستهدفها جهاز المناعة ، مما يؤدي إلى عدم نمو العظام. يمكن أن تجعل الطبيعة الهشة لهذه المادة مشكلة الغرس ويمكن أن تكون تكلفتها ووقت تصنيعها عاملاً أيضًا.

[مصدر الصورة: علم]

أدخل طابعة ثلاثية الأبعاد "عظم مفرط المرونة". تم تطوير مادة السقالات هذه بواسطة باحثين في جامعة نورث وسترن بولاية إلينوي ، وهي تجمع بين هيدروكسيباتيت ، وهو معدن موجود في العظام ، مع بولي كابرولاكتون ، وهو بوليمر متوافق حيوياً. يتم توفير قوة المادة بواسطة هيدروكسيباتيت ، بالإضافة إلى إشارات كيميائية للخلايا الجذعية لتكوين العظام. تأتي المرونة من البولي كابرولاكتون ، مما يسمح بسهولة الزرع.

[مصدر الصورة: علم]

يلاحظ المتخصصون في جميع أنحاء العالم. قال مهندس المواد الحيوية جوس مالدا من جامعة أوترخت بهولندا

"هذه طريقة رائعة للتغلب على التحديات التي نواجهها في إنتاج بدائل للعظام. السقالة أسهل في الصنع من غيرها وتقدم فوائد أكثر ".

تقلل المواد الجديدة من أوقات الانتظار بشكل كبير. صُممت السقالة المصنوعة من عظم شديد المرونة على صور الأشعة السينية للمريض ، ويمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد وجاهزة للزرع خلال اليوم.

قال مؤلف الدراسة المشارك راميل شاه ، "نحن نطبع سقالات مرنة من شأنها تشجيع العظام على النمو من خلالها وحولها."

أظهر اختبار المادة في الثدييات عدم وجود التهاب أو عدوى ، مع تسلل الأوعية الدموية وتكلس العظام بشكل أكثر كفاءة من الضوابط.

[مصدر الصورة: علم]

مع استخدام المواد المكونة بالفعل في الهندسة الطبية الحيوية ، ذكرت مالدا أن العظام المفرطة المرونة ستكون حلاً فعالاً من حيث التكلفة لاستبدال العظام. تفتح سرعة التصنيع والالتزام بالمواصفات الدقيقة مجموعة من الاحتمالات للتكنولوجيا. تابع شاه ، "السماء هي الحد الأقصى لتطبيقات هذه المواد."

اقرأ نتائج الباحثين في منشوراتهم الجديدةعلوم الطب الانتقالي ورقة.

انظر أيضًا: ابتكر الباحثون رغوة قابلة للحقن يمكنها أن تشفي العظام المتدهورة

عبر:علم

بقلم جودي بينز


شاهد الفيديو: طباعة الخلايا الجذعية الحيوانية بشكل ثلاثي الأبعاد وباستخدام الحبر الحيوي