Биоскаффолдинг, вдохновленный Lego, может лучше лечить сломанные кости

Биоскаффолдинг, вдохновленный Lego, может лучше лечить сломанные кости

25.07.20200 2 1 минута чтения

Все больше и больше мы слышим о материалах, похожих на строительные леса, которые используются для заживления повреждений костей. Утверждается, что новый материал особенно универсален, так как он вдохновлен строительными блоками Lego.
Как правило, изготовленные из биосовместимых полимеров, так называемые биоскаффолдинги обычно либо 3D-печатаются в одном твердом куске, либо вводятся в виде геля, который устанавливается в твердое тело.

В любом случае, как только он находится в месте повреждения кости, соседние костные клетки мигрируют в каркас, по существу "гнездясь" в его трехмерной микроструктуре. Эти клетки затем размножаются, постепенно заменяя полимер, поскольку он безвредно разлагается. В конце концов, все, что осталось - это чистая, натуральная кость.
Под руководством доц. Профессор Луис Бертассони, ученые из Орегонского университета здоровья и науки, Университета Орегона, Нью-Йоркского университета и Таиланда, Университета Махидола выбрали другой подход. Они создали крошечные полые 3D-печатные полимерные блоки (также называемые микро-клетками), которые можно сложить вместе, как Lego, для создания имплантатов с биоскаффолдингом желаемых форм и размеров.
Изготовление имплантатов таким образом значительно быстрее и проще, чем 3D-печать на одном изделии, выполненном по индивидуальному заказу. Кроме того, в отличие от гелевых биоплатформ, различные блоки могут быть заполнены различными типами факторов роста. Это означает, что имплантат может иметь один тип фактора роста, например, в блоках, расположенных снаружи, и другой - внутри, чтобы более точно воссоздать структуру натуральной кости.

"Напечатанные на 3D-принтере микроячейки могут быть заполнены ингредиентами именно там, где вы хотите их разместить, а затем уложены в штабеля, как блоки Lego, чтобы получить желаемую конфигурацию и распределение ингредиентов в 3D-измерениях", - говорит нам Бертассони.
"Следовательно, это создает каркас, где клетки могут быть направлены точно к месту назначения. Это очень важно, так как огромное узкое место в этой области, например, состоит в том, чтобы получить кровеносные сосуды в ядре регенерированной ткани, прежде чем может образоваться больше тканей."

Фактически, в лабораторных тестах, проведенных на крысах с повреждениями костей, было обнаружено, что имплантаты, сделанные из блоков, стимулировали примерно в три раза больший рост кровеносных сосудов, чем традиционные материалы, содержащие биоскаффолды.
Есть надежда, что после дальнейшего развития технология также может быть использована для восстановления мягких тканей в местах травм и даже для создания полных органов для пересадки.
Статья об этом исследовании была опубликована на этой неделе в журнале Advanced Materials.