Wie 3D-Druck neuen Knochen aufbauen kann

Beschädigte Knochen konnte mit einer neuen Technik behoben werden, die 3D-Druck eine Gewebe mit lebenden Zellen beinhaltet.

Zum Beispiel, wenn ein Kind einen Kieferknochen defekt hatte, Sie könnte ein Bild des Mangels, in einem Computer einspeisen und drucken einen Ersatz um genau den Defekt mit der patienteneigenen Zellen füllen sagte Kevin Shakeshaff, ein Apotheker an der University of Nottingham in England.

"Das Gewebe unseres Körpers auf der Ebene einzelner Zellen strukturiert sind", sagte Shakeshaff. "Mit 3D Druck können wir Zellen präzise stellenweise positionieren."

Die Technologie, die Wissenschaftler zum Erstellen eines benutzerdefinierten ausgestattet Körperteils ermöglicht, ist auf dem Display an der Royal Society jährliche Sommerausstellung Wissenschaft diese Woche in London. [7 coole Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin]

Um den Knochenersatz zu erstellen, die 3D Bioprinter schafft ein Gerüst in der Form des Knochens und überzieht es mit menschlichen Stammzellen, die in vielen verschiedenen Gewebetypen entwickeln können.

Die "Druckerschwärze" besteht aus einem Polymer Polymilchsäure genannt und eine gelartige Substanz namens Alginat. Die Polymilchsäure bietet schwer, mechanische Festigkeit des Knochens, während das Alginat als Polstermaterial für die Zellen dient.

Das gedruckte Produkt kann in den Körper implantiert werden, wo das Gerüst wird abgebaut und durch neuen Knochen ersetzt werden, innerhalb von drei Monaten.

"Der erste Vorteil ist, dass man etwas in die genaue Form des Mangels, die Sie versuchen zu ersetzen", sagte Shakeshaff. "Subtiler, haben Sie die Möglichkeit zu organisieren, wo die Zellen in das Gerüst gehen" sagte er, fügte hinzu, dass es führt zu besser Blutgefäß-Bildung und letztlich besser Knochen Bildung.

Zuvor, Shakeshaff und seine Kollegen entwickelt eine Methode für den Ersatz von Knochen durch die Injektion von einem Material, das im Inneren des Körpers erstarrt, ohne Zellen zu schädigen. Chirurgen können dies als eine schnelle Lösung für die Besetzung einer Verletzung. Aber die neue 3D Drucktechnik kann eine bessere Lösung anbieten.

In der Ausstellung zeigt das Team auch aus einer Technik zur Bearbeitung von Stammzellen, die Verwendung von "laser-Pinzette." In der Technik werden zwei Laser-Strahlen gekreuzt, erstellen eine anziehende Kraft. Der Laser können dann Zellen abholen und mit bisher unerreichter Präzision bewegen. Die Forscher erhoffen sich durch die Manipulation von Zellen auf diese Weise, zu verstehen, die präzise Zellbewegungen innerhalb von menschlichen Embryonen zu entwickeln.

Schließlich können diese Techniken Wissenschaftler voll funktionsfähig als Ersatz für Knochen oder Organen aufbauen helfen. Das 3D Druckverfahren möglicherweise klinisch zur Verfügung innerhalb eines Jahrzehnts Shakeshaff gesagt, und die gleiche Technik kann auch angewendet werden, um komplexere Gewebe, wie z.B. der Leber oder Herz zu reparieren.

Besucher der Ausstellung können die neuen Techniken selbst ausprobieren: Abholung Zellen mit Hilfe der Laser-Pinzette, Bildhauerei der Biomaterialien in Strukturen wie Venen oder Arterien und drucken 3D Gerüste wie Schädel und andere Knochen geformt.

Die Royal Society veranstaltet die Sommerausstellung Wissenschaft jedes Jahr um fortgeschrittene wissenschaftliche und technische Forschung aus im gesamten Vereinigten Königreich anzuzeigen.

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