Ученые используют новые чернила для 3D-печати костей с живыми клетками

Ученые из Университета Южного Уэльса в Сиднее разработали чернила на керамической основе, которые могут позволить хирургам в будущем печатать на 3D-принтере костные части с живыми клетками для восстановления поврежденной костной ткани. При помощи 3D-принтера со специальными чернилами из фосфата кальция, ученые разработали новую технику 3D печати: керамическую всенаправленную биопечать в клеточных суспензиях (COBICS), позволяющую им печатать костяные структуры, затвердевающие за считанные секунды. "Это первый раз, когда такой материал может быть создан при комнатной температуре - в комплекте с живыми клетками - и без агрессивных химикатов или радиации", - говорит д-р Иман Рухани из Школы химии UNSW.

Его коллега, доцент Кристофер Килиан,разработавший совместно с доктором Рухани прорывную технологию, уверен, что способность живых клеток быть частью 3D-печатной структуры - это большой шаг вперед для исследований данной области. До сих пор изготовление куска костного материала для восстановления костной ткани пациента включало в себя сначала посещение лаборатории для создания структур с использованием высокотемпературных печей и токсичных химикатов. «В результате получался сухой материал, который затем доставляется в клинические условия или в лабораторию, где его обильно промывают, а затем добавляли в него живые клетки», - говорит профессор Килиан. Отличие метода профессора - это возможность войти в кость с кровеносными сосудами и жиром и напечатать костную структуру прямо в ней, при этом авторы описывают, как они разработали специальные чернила в матрице микрогеля с живыми клетками. «Чернила используют механизм схватывания за счет локальной нанокристаллизации компонентов в водной среде, превращая неорганические чернила в механически связанные нанокристаллы костного апатита» , - говорит д-р Роухани: «Другими словами, он образует структуру, которая химически подобна строительным блокам костей. Чернила составлены таким образом, чтобы преобразование было быстрым, нетоксичным в биологической среде, и оно инициируется только тогда, когда чернила подвергаются воздействию жидкостей организма, обеспечивая достаточное рабочее время для конечного пользователя, например хирургов. ” Профессор полагает, что чернила, объединяясь с коллагеновым веществом, содержащим живые клетки позволяют изготовить на месте костные ткани, подходящие для инженерии костной ткани, моделирования заболеваний, скрининга лекарств и реконструкции на месте кости и костно-хрящевые дефекты.

Уже сейчас хирурги и производители медицинской техники проявляют большой интерес к данной теме. Но, профессор. Килиан считает, что печать костей может открыть совершенно новый способ лечения и восстановления костной ткани в будущем, находя себе применение в различных областях медицины: от создания кости в лаборатории для моделирования заболеваний и реставрации зубов до реконструкции кости у пациента.