Skip to content

Budoucnost ortopedie: Kost vám vytisknou na 3D tiskárně

Medicína utíká mílovými kroky vpřed. Přesto se pořád umírá, pořád bují rakovina a pořád se amputuje. Lékaři se k ní uchylují ve chvílích, kdy je příliš velká část končetiny nenapravitelně zničena a není dost velký štěp pro její náhradu. Brzy se to změní. Inženýři totiž přišli s hyperelastickou kostí, kterou vám vyrobí na 3D tiskárně.

O směsi hydroxiapatitu a polykaprolaktonu bude brzy mluvit celý svět. Už brzy by totiž mohl zachraňovat nejenom končetiny pacientům na celém světě. Jeho mnohem atraktivnější a pro představivost přívětivější název totiž zní „hyperelastická kost“. Je zcela kompatibilní s lidským tělem, porézní, savá a jak už sám název napovídá i velice pružná. K tomu všemu její výroba nebude schopna zničit kdejaké finanční konto. Nová kost se totiž vyrábí na 3D tiskárně.

kost.1
Nová hyperelastická kost je zcela kompatibilní s lidským tělem.

Revoluční skok v medicíně

Jedná se o další revoluční skok v oblasti medicíny. Elegantní řešení pro rekonstrukční chirurgii, které by mělo překonat všechny výzvy, kterým v současnosti čelíme při kostních náhradách. A to i přesto, že zatím je tento materiál testován pouze na potkanech a opicích. Bioinženýři ale věří, že hyperelastická kost bude fungovat i u lidí. Kost vědců z Northwestern University z Evanstonu v Illinois je totiž tvořená hydroxiapatitem, což je minerál přirozeně se vyskytující v kostech a zubech a z k našemu tělu biokompatibilnímu polymeru polykaprolaktonu. Minerál zajišťuje pevnost a také chemické spojení pro kmenové buňky, které vytvářejí kosti. Polymer pak dává materiálu pružnost a také zajistí, že je materiál možné vyrábět v 3D tiskárně.

kost.2
Nový materiál se dá snadno ohýbat, ale také si pamatuje svůj původní tvar.

Kost přímo na míru

V praxi by to mělo vypadat tak, že pacient se zničenou kostí nebude muset podstupovat bolestivou a náročnou operaci, během níž z jeho těla vyjmou štěp. Místo toho se postižené místo zrentgenuje a hyperalistická kost se vyrobí a implantuje ještě tentýž den. Vyrobená přímo na míru postiženému místu.

3-D Printed Spine
Vědci již dokázali nahradit hrudní obratel u krysy a část lebky makaka.

Materiál s výjimečnými  vlastnostmi

Zatím se postup lešení z hyperelastické kosti úspěšně podařilo provést u potkana, kterému byl nahrazen hrudní obratel. Díky tomu, že nový materiál je výjimečně porézní a savý, jen za osm týdnů vrostly nové cévy do lešení, což je zásadní pro udržení nově tvořící se kostní tkáně. Dalším pokusem bylo využití materiálu pro poškozenou lebku makaka. V tomto případě se po čtyřech týdnech do implantátu infiltrovali krevní cévy a také nové kalcifikované kosti. Navíc nedošlo k žádným zánětům či infekcím, což syntetické materiály často vyvolávají.

kost.4
Možnosti tvarů náhrad budou díky schopnostem 3D tiskáren neomezené.

Oprava snadno, rychle a levně

Dalším významným faktorem je nejenom snadná výroba na 3D tiskárnách. Vědci jsou schopni přesný kus vytvořit během pouhých 5 hodin. Tvarování náhrady je pak díky schopnostem 3D tiskáren v podstatě neomezené. Například části pro rekonstrukci obličejů by mohli být dopředu vyrobeny v listech, které si chirurg sám rychle uzpůsobí do požadovaného tvaru. Důležitá je i cena tohoto procesu. Hydroxiapatit i polykaprolakton jsou již běžně využívané materiály v biomedicínckých laboratořích a proto by měl být tisk hyperelastických kostí i velice levný.

Foto: flickr, archiv
Právě v prodeji
Sdílej!
Komentáře
Další články z rubriky Věda a technika Zobrazit více …