Domů     Budoucnost ortopedie: Kost vám vytisknou na 3D tiskárně
Budoucnost ortopedie: Kost vám vytisknou na 3D tiskárně
26.1.2017

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.

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 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.

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.

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
Související články
Věda a technika
Neštovice: Postrach, který věda zahnala
Amerika je pro kolonizaci zemí zaslíbenou. Stačí přesvědčit původní obyvatelstvo, aby vycouvalo. Přesvědčovacích prostředků mají Evropané celou řadu. Pušky, děla, a také neštovice. Neštovice jsou nemocí, která významným způsobem mění dějiny Kolem roku 400 př.nl zasáhne Athény epidemie, s největší pravděpodobností neštovic. Vyhubí čtvrtinu populace a mezi obětmi je i nejvýznamnější z vůdců – Periklés (500–429 […]
Věda a technika
Co jste netušili o výtazích?
Kabinka visí na kovovém laně, připevněném na kladce. Můžete si nastoupit! A kdy pojedeme nahoru? Až někdo ručně navine lano na dřevěný buben! Tak nějak funguje první známý výtah na světě… Autorem pradědečka výtahů je řecký matematik Archimédes (asi 287-212 př. n. l.) a sestaví ho okolo roku 236 před Kristem. Podobné používají i Římané, […]
Věda a technika
Víme, jak vznikl náš Měsíc?
Nové planety se rodí různými způsoby. Jedním z nich, kterým vznikla i naše sluneční soustava, je takzvaná akrece neboli „narůstání“. V tomto případě se oblak plynu s drobnou příměsí prachu díky vnějšímu impulzu, kterým může být například výbuch nedaleké hvězdy, začne hroutit do podoby disku. Jedná se v podstatě o gravitační proces. V centru disku […]
Věda a technika
Rekordmani mezi rostlinami: Fascinující nej rostlinné říše
Znáte je? Nejmenší a největší rostliny světa, rostliny s nejdelšími listy, největšími květy či nejdelším jehličím, nebo třeba nejstarší rostlinu, jejíž věk je téměř pět tisíc let?  Představujeme vám rekordmany z říše rostlin, seznamte se. Obrovsky rozmanitý svět rostlin nás obklopuje v každém koutu světa. Rostliny nám i zvířatům poskytují potravu a kyslík, bez kterého […]
reklama
věda a technika
Tuberkulóza: Módní guru, zabiják i cestovka
„Má drahá, kořím se vaší alabastrové pleti i útlému pasu. Jste ztělesněním krásy,“ šeptá obdivně mladý muž. „Oh, děkuji,“ zašeptá dívka a vykašle do kapesníčku trochu krve. Má tak rozmanité symptomy, že až do 19. století nikdo netuší, že jde o jednu a tutéž nemoc. To mění svými objevy až francouzský lékař René Laënnec (1781–1826) […]
Chudák malý Albert: Experiment mu způsobí strach i ze Santa Clause!
Chvíli nesrozumitelně žvatlá, pak se převalí a jeho pozornost zaměstná sněhobílá laboratorní myš. Instinktivně po ní natáhne ruce, když místnost naplní hlasitý zvuk kladiva a kovové tyče. Dítě se leká a okamžitě propuká v pláč, jenže to je jen začátek! Vědci potvrzují své hypotézy všemožnými pokusy. Zatímco ruský psycholog Ivan Petrovič Pavlov (1849-1936) moří psy, jeho […]
Proč máme škytavku?
„Škyt! Zase na mě někdo myslí!“ známou průpovídkou si lidé odůvodňují škytavku už v 17. století a říkáme to dodnes. I když dávno tušíme, že pravá příčina nejspíš bude jiná… Nádech, výdech. Dva základní a k životu nezbytné pohyby provádíme bez ustání celý cen, aniž bychom to vnímali. Přesněji nevnímáme je, dokud hladký průběh nekončeného […]
Kdo dosedne na Měsíc? Je tu velký souboj dvou miliardářů
Po dekádách útlumu, kdy se kosmické bádání zaměřovalo na vysílání sond a na zkoumání orbity nebo nejbližších planet, jsme se dostali do éry nových vesmírných závodů. Tentokrát však mezi sebou kromě velmocí soupeří také soukromé firmy. Která bude mít navrch? Zatímco ještě pár let nazpátek se nejčastěji skloňovalo jméno amerického podnikatele Elona Muska (⃰1971) a […]
reklama
věda a technika
Skutečně existuje jarní únava?
Dny jsou konečně delší, slunce začíná pěkně hřát, tráva se zelená, ptáci zpívají… a vy byste nejraději ani nevylézali z postele! Přepadla vás hrozná lenost! Anebo je to trochu jinak? Jarní únava může někdy působit jako hloupá výmluva. Zkrátka se vám nechce nic dělat. Pokud ale z pocitu vyčerpání máte závratě, nejste schopni se na […]
Dav a jeho psychologie: Má svou kolektivní mysl?
Člověk je tvor společenský a potřebuje se sdružovat do skupin, v nichž mizí pocity duševní prázdnoty a samoty. A je naprosto nepodstatné, jestli se jedná například o demonstraci, posezení s přáteli či společné sportování. Anglický filozof a fyziolog Wilfred Trotter ve své knize „Instinkty stáda během míru a války“ píše, že člověk je přístupnější hlasu […]
Zrádný jet lag: Co se při něm děje a jak mu předejít?
Že je vůně dálek opojná? Vaše tělo by asi úplně nesouhlasilo. Časová pásma totiž dokáží v jeho biorytmu udělat pořádný guláš. A to pak místo vysněné dovolené řešíte klížící se víčka, hlavu jako střep a stávkující žaludek. Tzv. jet lag neboli pásmová nemoc sice není nic, co by mělo cestovatele ohrožovat na životě, na druhou […]
Zvíře nebo rostlina? Plž, co krade chloroplasty
Co takhle dát si zelené smoothie? Pozvání by určitě neodmítl zadožábrý plž Elysia chlorotica, který překvapí vědce svou unikátní schopností: Chloroplasty totiž nestráví, ale nechá si je. A dokáže je používat. Tenhle maličký tvoreček tak může až 10 měsíců fungovat doslova na solární pohon!   V angličtině si vyslouží přezdívku „mořský slimák na solární pohon“. […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Inkontinence je stále tabu
panidomu.cz
Inkontinence je stále tabu
Problém, který zná asi většina z nás. Musíme si „nutně odskočit“, ale není kam. A pro někoho pak už může být pozdě. Samovolným únikem moči čili inkontinencí trpí až půl milionů Čechů. Za lékařem se ale stydí jít, přitom se dá hendikep dobře ovlivnit cvičením i léky. Podle statistik až 65 procent postižených nikdy se
Záhadné bažiny Manchac: Obývá je krutá čarodějnice?
enigmaplus.cz
Záhadné bažiny Manchac: Obývá je krutá čarodějnice?
Na přelomu 19. a 20. století má v oblasti bažiny Manchac v americkém státě Louisiana žít tajemná žena jménem Julie Brown. Je to prý čarodějnice, která umírá za záhadných okolností v roce 1915. Od té d
Se sestrou jsme byly jako oheň a voda
skutecnepribehy.cz
Se sestrou jsme byly jako oheň a voda
Mladší sestra byla krásná a zábavná, na rozdíl ode mě. Měla desítky nápadníků, zatímco o mě nikdo nestál a zdálo se, že se nevdám. Vše nasvědčovalo tomu, že zůstanu na ocet. Pomalu jsem se smiřovala s nepopulárním údělem staré panny, která bydlí s rodiči ve velkém bytě, s otcem hraje po večerech karty a s matkou kouká na seriály. Byla jsem nenápadná šedivá
Moderní rezidence u rovníku
rezidenceonline.cz
Moderní rezidence u rovníku
Rezidence vznikla v rovníkovém Ekvádoru. Betonová stavba rozvržená do tvaru písmene T působí přes svou masivní konstrukci příjemně svěžím, elegantním a odlehčeným dojmem. Tři podlaží, tři obytná kř
S.A.R. Rescue-Timer Edition 1994: Výroční skvost od Mühle Glashütte
iluxus.cz
S.A.R. Rescue-Timer Edition 1994: Výroční skvost od Mühle Glashütte
Rodinná manufaktura Mühle Glashütte v roce 2024 slaví třicáté výročí výroby náramkových hodinek speciální edicí S.A.R. Rescue-Timer Edition 1994. Tento model, symbol robustnosti a spolehlivosti, mimoc
Kde stál kamenný stolec Přemyslovců?
historyplus.cz
Kde stál kamenný stolec Přemyslovců?
Vzduchem létají mince. Lidé se po nich nadšeně vrhají. „Podívej, mám už plnou hrst,“ chlubí se jeden druhému. Jde o to na chvíli odvést pozornost davu, aby neušlapal přemyslovského knížete Břetislava I., mířícího k posvátnému kameni.   „Pojal Břetislava, synovce, a vedl jej na stolec knížecí,“ píše kronikář Kosmas (asi 1045‒1125) o nastolení Břetislava I. (1002/1005‒1055)
Kuřecí paličky v ohnivé marinádě
tisicereceptu.cz
Kuřecí paličky v ohnivé marinádě
Správně dochucená marináda dokáže obyčejné jídlo vyšvihnout do nebeských výšin. Přesvědčte se sami. Suroviny 8–10 kuřecích paliček sůl, pepř 1 lžíce hořčice 1 lžíce kečupu 1 lžička pálivé ml
Babské rady na bolest v krku
nejsemsama.cz
Babské rady na bolest v krku
Bolesti v krku jsou jedním z příznaků nachlazení, začínající chřipky či bakteriální nebo virové infekce. Pokud jsou teprve v počátku, můžete se těchto potíží zbavit i přírodní cestou. Bolest v krku je velmi nepříjemná. Hrdlo může být zarudlé, oteklé, může v něm být pocit škrábání a pálení doprovázeného chrapotem či potížemi při polykání. Jak si ulevit od bolestí a ztlumit zánět v hrdle?
Utajili Jeřábek a Třešňáková rozvod a dál hrají divadlo pro okolí?
nasehvezdy.cz
Utajili Jeřábek a Třešňáková rozvod a dál hrají divadlo pro okolí?
Už nějaký čas se proslýchá, že manželství herce Tomáše Jeřábka (49) z Jedné rodiny a herečky Halky Třešňákové (52) je v troskách. Teď se k nám však donesly zvěsti, že už by měli mít dokonce po rozvo
Zradil prokletý diamant Habsburky?
epochalnisvet.cz
Zradil prokletý diamant Habsburky?
O luxusní šperky z aukční síně Christie´s je jako každoročně obrovský zájem. Tentokrát však doslova enormní. V katalogu se totiž vyjímá skutečný skvost – pod položkou číslo 710 je v něm zapsán „bezejmenný žlutý diamant o váze 81,56 karátu, zasazený mezi 15 malými brilianty“. Jeho vyvolávací cena činí 350 000 švýcarských franků.   Původ tohoto slavného diamantu
Zámek Bečov nad Teplou a Relikviář svatého Maura: Dlouhá cesta k původní kráse
epochanacestach.cz
Zámek Bečov nad Teplou a Relikviář svatého Maura: Dlouhá cesta k původní kráse
Hned po korunovačních klenotech je relikviář svatého Maura považován za nejcennější movitou památku v České republice. A to se přitom zdálo, že tenhle románský skvost už je pro další generace nenávratně ztracen. Všechno začalo na počátku 13. století ve Francii. Biskup Gérard de Rumigny, působící v severofrancouzském městě Cambrai, byl neúnavný v hledání svatých relikvií. Nashromáždil jich hned
Mezihvězdný poutník není ztracen: Komunikace s Voyagerem 1 obnovena
21stoleti.cz
Mezihvězdný poutník není ztracen: Komunikace s Voyagerem 1 obnovena
Ve své době patřily k technologické špičce, máloco ale stárne rychleji než technologie. Sonda Voyager 1, která dala nahlédnout za oponu Jupiteru a Saturnu, dojala svět „Bleděmodrou tečkou“ a stala se