Традиционные методы лечения костных дефектов, такие как титановые имплантаты и аутологичные костные трансплантаты, имеют ограничения при лечении больших костных дефектов, которые делают окружающую костную ткань уязвимой для повреждения. Чтобы решить эти проблемы, проект BioStruct работает над биорезорбируемым имплантатом для более безопасного для кости подхода к заживлению.
картина
△Цинково-магниевый сплав, напечатанный на 3D-принтере, разработанный RWTH Aachen University в Германии, модель нижней челюсти, изготовленная из PLA, сочетается с имплантатом для устранения дефектов, изготовленным из ZnMg.
20 марта 2023 года Antarctic Bear узнал, что в рамках проекта BioStruct Ахенский университет Рейн-Вестфалия в Германии изучает новую комбинацию сплава цинка и магния для создания решетчатой структуры. Они считают, что плавка в порошковом слое с лазерным лучом (PBF-LB) - единственный процесс, способный создавать такие структуры.
картина
△ Решетчатая структура из цинко-магниевого сплава, изготовленная по технологии PBF-LB, с диаметром колонны 200 мкм
Слияние с порошковым слоем лазерного луча — новая надежда для имплантатов, ориентированных на конкретного пациента?
Сварка порошкового слоя лазерным лучом открывает новые возможности конструкции имплантатов, которые могут удовлетворить особые потребности пациента, такие как механическое напряжение и коррозионное поведение в месте установки. Используя подход к проектированию решетчатой структуры, геометрия и расположение ячеек решетки создаются параметрически в соответствии с заданными требованиями. Полученная решетчатая структура адаптирована к месту дефекта кости и готова к производству с использованием техники PBF-LB.
В ходе исследования ученые добились измельчения зерна и целенаправленной корректировки микроструктуры путем добавления небольшого количества магния к цинку. Они изготовили первую решетчатую структуру с использованием сплава цинка и магния, которая продемонстрировала свою эффективность и воспроизводимость в качестве имплантата челюстной кости. Решетчатая структура, используемая в демонстраторе, имеет диаметр столба 200 мкм.
Результаты исследований проекта BioStruct будут применяться для производства имплантатов, разработанных на основе знаний, полученных при производстве и биосовместимости имплантатов из сплава цинка и магния. Кроме того, процесс проектирования также будет оптимизирован и автоматизирован.
Можно резюмировать, что команда RWTH Ахенского университета в Германии создает базу данных для конкретных материалов и постобработки, а также базу данных для конкретных приложений, чтобы автоматически интегрировать потребности пациентов и связанные с производством потребности в процесс проектирования. Главной целью проекта является производство биорассасывающихся имплантатов, изготовленных по индивидуальному заказу, которые отвечают конкретным требованиям пациента и позволяют использовать более щадящее лечение.
картина
△ Исследователи Делфта используют пористое железо для 3D-печати биоразлагаемых костных имплантатов.
Достижения в области костных имплантатов благодаря 3D-печати
Используя 3D-печать на основе экструзии, инженеры Делфтского технологического университета создали биоразлагаемые имплантаты из пористого железа с большим потенциалом для замены кости. Эти временные имплантаты могут рассасываться организмом, помогают снизить риск долговременного воспаления и позволяют разрабатывать и изготавливать пористые структуры для лечения критических дефектов кости.
картина
△Ученые придумали, как использовать 3D-принтеры и гелеобразные материалы, содержащие живые клетки, для печати структур, подобных костям.
В то же время исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Австралии создали новую технологию, которая позволяет 3D-печать костоподобных структур, состоящих из живых клеток, с потенциальными применениями в инженерии костной ткани, моделировании заболеваний и скрининге лекарств. В технологии используются чернила на керамической основе, которые можно экструдировать непосредственно в пораженные участки, чтобы облегчить восстановление дефектов хрящей и костей in situ. Открытие, сделанное в сотрудничестве с доцентом Кристофером Килианом и доктором Иманом Рухани из Школы химии UNSW, позволяет печатать «скелеты», заполненные клетками, при комнатной температуре.
