ウォータールー大学、骨の修復と再建手術用に3Dプリントされた骨のような素材を開発

ウォータールー大学、骨の修復と再建手術用に3Dプリントされた骨のような素材を開発
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-9-26 17:01 に最後に編集されました

2024年9月26日、アンタークティックベアは、ウォータールー大学が、研究チームが骨組織と特性が類似した新しいバイオポリマーナノ複合材料の開発に成功し、骨の修復と再建の分野における3Dプリント技術に大きな進歩をもたらしたと発表したことを知りました。この革新は、大規模な骨の手術を受ける患者に個別化された治療の新たな選択肢を提供します。

△この研究は、Journal of Biomedical Materials Research Part Aに「骨再建のための新しい3Dプリントナノ複合生体材料に対する骨細胞反応のin vitro評価」というタイトルで掲載されました(ポータル)
技術研究の背景

現在、外科的再建手術では一般的に金属インプラントと提供された骨に頼っていますが、これらの材料は患者の体の構造に完全には適合しないことが多く、拒絶反応のリスクがあります。

これらの課題に対処するため、ウォータールー大学の研究チームが開発した新しいバイオポリマーナノ複合材料は、3D 印刷技術を通じて患者の独自のニーズを満たすカスタマイズされた骨移植を可能にします。この革新的な素材は金属インプラントの必要性をなくすだけでなく、感染のリスクを減らし、患者の体がインプラントをうまく受け入れる可能性を高めます。

△mSLA印刷サンプル。 (A) 細胞培養実験に使用したディスク。 (B) 機械試験に使用したドッグボーン標本。 mSLA 印刷による複雑な構造 (C) とさまざまな小さな格子構造 (D) の図。ここでは mSP10 インクを使用しています。
3Dプリントの新素材が骨組織再生研究を促進

「私たちは、強度があり、3Dプリント可能で、新しい骨組織になる可能性のある材料を開発しました」と、システムデザイン工学部の教授であり、新しい生物医学工学大学院プログラムのディレクターでもある主任研究者のトーマス・ウィレット博士は述べています。「この技術により、患者の特定の形状に基づいて骨の欠損をうまく再建できます。」

この素材は、ナノ粒子が骨のミネラル組成を模倣し、素材の強度を高めるという点でユニークです。研究チームは、時間が経つにつれて骨細胞がバイオポリマーナノ複合材料上で成長し、徐々にそれを置き換え、最終的に自然な骨組織の再生が達成されることを期待しています。

ウォータールー大学の博士課程の学生、エリザベス・ディーデリックス氏は次のように付け加えた。「私たちの現在の研究は、インプラントとしてのバイオポリマーナノ複合材料の機能的安定性と、生体骨との置換能力の向上に焦点を当てています。私たちの目標は、骨再建手術を受けた患者が繰り返し受ける必要のある手術の回数を減らすことです。」


研究チームは、ウォータールー工学部の教授であり、生物医学工学の学部課程のディレクターであるモード・ゴーベット博士と協力し、骨細胞の適合性試験を成功裏に実施しました。

ゴルベット博士は次のように語った。「体内に埋め込まれたあらゆる物質は、生物学的反応を引き起こします。私たちの試験結果では、骨細胞は従来の物質よりも私たちのバイオポリマーナノ複合材料によく反応することがわかりました。細胞は効果的に接着し、増殖し、生物学的特性を維持することができました。これは非常に喜ばしいことです。」

この研究はカナダ保健研究機構の助成金によって支援されており、研究者らはさらなる実験を実施し、この技術を臨床使用へと進めるための規制当局の承認を得るために、積極的に追加資金を求めている。


整形外科、材料、骨

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