Tato 3D potištěná „hyperelastická kost“ bude transformovat medicínu

Zlomené kosti jsou zhoubou lékařské profese, navzdory nejlepšímu úsilí lékařů pumpovat zlomeniny plné drahých chemikálií vyvolávajících růst a poskytovat podporu. Ale pokud jde o rozbité kostry, nakonec to není moc co dělat, ale Počkejte. Bizarní noví vědci o látkách, přezdívaní „hyperelastická kost“, však budou netrpěliví uklidnit.

Představte si zlomenou paži, stejně jako famózní famfrpálovou končetinu v Harryho Potterovi Tajemná komnata. Uvnitř je jedna z dlouhých kostí rozdělena na dvě. Bez magické Skele-Gro se obrátit, výzkumníci na Northwestern University, publikovat své studium v Vědní translační medicína dnes přišel na to, jak překrýt mezeru mezi těmi střepy kosti pomocí látky, kterou nazývají hyperelastickou kostí - zkrátka HB. Roztřepený materiál dostane 3D tisk do správného tvaru, pak se stlačí a zaklíní do prostoru, kde se rozšíří, aby vyplnil zákoutí a zlomeniny v zlomené kosti. Přemýšlejte o tom, jak se zaražený marshmallow zaklínil do trhliny.

„Vzhledem k tomu, že je elastický, může být vtlačován do defektu v rozpětí, aby se mechanicky upevnil do prostoru bez lepidla nebo stehů,“ Ramille N. Shah, Ph.D., spoluautor a asistent odboru na Northwestern's Department of Materials V úterý v rámci telekonference řekli věda a technika. Shahovi a jeho kolegům se podařilo vytvořit tuto látku ze stejného materiálu, který je vyroben z: minerálu zvaného hydroxyapatit, smíšeného s pojivy, které dávají jinak křehké vlastnosti látky a nevídanou sílu. V jednom experimentu, oni 3D-tiskl část femur a to odolalo váze 150 liber dříve, než to začalo ustoupit.

To samo o sobě je impozantní výkon, ale expandovatelná látka má více než jen strukturu. Hyperelastické kosti, převážně složené z materiálů, které se přirozeně vyskytují v těle (všechny jsou schváleny FDA), stanoví fyziologická struktura - rámec pro růst buněk těla. Vzhledem k tomu, že je biologicky odbouratelný a t biokompatibilní integruje se do těla a usnadňuje průchod krevních cév a růst buněk. Shah a jeho kolegové testovali tuto vlastnost HB tím, že ji naočkovali kmenovými buňkami - buňkami, které mají potenciál specializovat se na jakýkoliv druh tkáně. To, co našli, bylo pozoruhodné: Kmenové buňky vysazené na HB se nejen množily, ale začaly udělat kost, těžba nerostů ze samotného HB jako zdroje. A imunitní systém, jak ukázaly jejich experimenty, se neobjeví, když HB vstoupí do svého trávníku.

Jeho schopnost být 3D-tisk, aby jeho aplikace do značné míry neomezené. Pokud chcete, řekněte, potřebujete novou lebku, Shah a co. jste na něž se vztahuje:

Přesná replika šroubovice DNA:

Zatímco 3D tisk je nyní běžně používán v oblasti medicíny, Shah poznamenává, že velkou vzestupnou stránkou hyperelastické kosti je to, že „inkoust“ používaný k tisku není příliš drahý, protože je „relativně nízká cena ve srovnání s většinou lékařských materiálů“. Znamená to, že se bude snadno rozšiřovat, dopravovat do nemocnic vybavených 3D tiskárnami a vkládat do rozbitých rukou, nohou a žeber po celé planetě.

Stane se to kdykoliv? „Když se dostaneme k tomuto bodu, je tu spousta regulace a kontroly kvality, která se musí stát,“ poznamenává Šáh. Pokud je však důkaz, který prokáže, jakýkoli náznak jeho potenciálu, je jen málo pochybností, že se to brzy stane.