Обычно изготовленные из биосовместимых полимеров, так называемые биоскаффолдинги обычно либо печатаются в 3D-виде одним твердым куском, либо вводятся в виде геля, который превращается в твердое вещество.
В любом случае, когда они находятся в месте повреждения кости, соседние костные клетки мигрируют в биоскаффолдинги (образно "строительные леса"), по существу, «усаживаясь» в трехмерную микроструктуру. Затем эти клетки размножаются, постепенно заменяя полимер, поскольку он безвредно биодеградирует. В конце концов, все, что останется, это чистая, натуральная кость.
Под руководством доцента Луиса Бертассони, ученые из Орегонского университета здоровья и науки, Университета Орегона, Нью-Йоркского университета, Махидолский университети в Таиланде выбрали другой подход. Они создали крошечные полые 3D-печатные полимерные блоки (также называемые микро-клетками ил микро-каркасом), которые можно сложить вместе, как кирпичики Lego, для создания биоскаффолдинга имплантатов желаемых форм и размеров.
Делать имплантаты таким способом значительно быстрее и проще, чем 3D-печатью их в едином экземпляре нестандартного размера. Кроме того, в отличие от случая с биоскаффолдингом на основе геля, различные блоки могут быть заполнены различными типами факторов роста. Это означает, что имплантат может иметь один тип фактора роста, например, в блоках вокруг его внешней стороны, и совсем другой - в блоках внутри, чтобы более точно воссоздать структуру натуральной кости.
«3D-печатные микро клетки могут могут быть заполнены ингредиентами точно в том месте, куда вы хотите их поместить, а затем сложены как блоки Lego, чтобы получить желаемую конфигурацию и распределение ингредиентов в трехмерном формате», - говорит Луис Бертассони. «Следовательно, это создает инструктивный каркас, где клетки могут направляться точно в интересующее место. Это очень важно, так как огромное узкое место в данном поле - это, например, получить кровеносные сосуды в ядре регенерированной ткани, прежде чем может сформироваться больше ткани».
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 когда-то эта технология получит дальнейшее развитие, и также может быть использована для отрастания мягких тканей в местах травм и даже для создания целых органов для трансплантации.
Статья об исследовании была опубликована на этой неделе в журнале Advanced Materials.
Источник: Oregon Health & Science University via EurekAlert
