طراحی مدل و پرینت

تیمی از محققان دانشگاه نورث وسترن، پرینت سه بعدی استخوان را با مواد زیستی توسعه داده اند که اسکلت را  ترمیم می کند. محققان هنوز این اسکلت را بر روی انسان مورد آزمایش قرار نداده اند، اما در آزمایش هایی که بر روی نمونه های حیوانی انجام شد، محققان قادر به ترمیم جمجمه یک میمون و جوش دادن استخوان پشت موش شدند. این ماده مصنوعی هایپر الاستیک نام  دارد که از سرامیک و پلیمر ساخته شده و می تواند با استفاده از یک پرینتر تجاری پرینت گرفته شود. این ماده جدید بر خلاف دیگر موادی که برای پیوند استخوان مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا شکننده هستند؛ انعطاف پذیر، محکم و  مستعد خرد شدن و یا شکستگی نخواهند بود.

هر ساله، نواقص مربوط به تولد، تروما و جراحی منجر به ایجاد نواقص استخوانی می شوند که فرد را نیازمند استفاده از جایگزین های استخوانی می کند. معمولا پزشکان و جراحان برای حل این مشکل از استخوان فیبولا(نازک نی) بیمار استفاده می کنند که معمولا وزن زیادی را تحمل نمی کند. آن ها این استخوان را بریده و به صورت دلخواه شکل داده و آن را به جایگاه مورد نیاز ایمپلنت می کنند. این روش نه تنها موجب ایجاد تروما در پای بیمار می شود، بلکه با موفقیت نیز همراه نیست زیرا معمولا این استخوان نازک نی جایگزین نمی تواند به خوبی استخوان اصلی شکل بگیرد و بعد از مدتی کارایی خود را از دست می دهد.

به منظور رفع این مشکل دکتر گریسون و همکاران در جان هاپکینز در صدد برآمدند که از بافت های پرینت شده سه بعدی استفاده کنند. آن ها برای تولید این بافت از پلیمر پلی کاپرولاکتون(PCL) استفاده کردند که یک پلی استر زیست تجزیه پذیر استفاده کردند. مطالعاتی که با استفاده از پلی کاپرو لاکتون صورت گرفته بود نشان می دهد که این پلیمر به اندازه کافی قوی هست اما تشکیل استخوان جدید را به خوبی حمایت نمی کند. بنابراین، آن ها این پلیمر را با مقادیر زیادی از پودر استخوان مخلوط کردند.

مهمتر از همه اینکه، این ماده، حتی در فضاهای کوچک هم نفوذپذیر و جاذب باقی می ماند. این ها خواصی قابل توجه محسوب می شوند، چرا که مواد بیولوژیکی مانند رگ های خونی ما، باید قادر به انتقال مواد باشند تا استخوان مجددا رشد کند. آدام یاکوس، یکی اعضای تیم، گفت:” استخوان هایپر الاستیک کاملا مصنوعی، بسیار ارزان و ساخت آن نیز بسیار راحت است.”

وی همچنین با توجه به اینکه استخوان هایپر الاستیک قابل بسته بندی، حمل و نگهداری است، ابراز امیدواری کرد که استخوان هایپر الاستیک حتی در کشورهای در حال توسعه هم در دسترس قرار گیرد.