研究により、3Dプリントされたチタンインプラントは骨再生をより促進できることがわかった

3D プリントされたインプラントが従来の処理方法よりも優れているかどうかは、多くの臨床試験と長期にわたる観察が必要です。最近、アンタークティック・ベアは、ハーバード大学のヴィース研究所、ジュリアス・ウォルフ研究所、ベルリン・ブランデンブルク再生療法センター、シャリテ筋骨格外科センターの共同研究チームが集まり、インプラントにおける 3D プリントされたチタンメッシュスキャフォールドの利点を研究していることを知りました。最近、サイエンス・トランスレーショナル・メディシン誌に掲載された前臨床研究によると、3Dプリントされた足場は患者の骨再生を最適化するのに役立ったと報告されている。

大きな骨の欠損や損傷の治療は、医学において依然として難しい分野です。感染症、がん、または外傷により上肢または下肢に重度の障害を発症した人は、歴史的に、ある一定の点を超えて成長した骨組織を再生または修復することが困難であったため、四肢を切断しなければならないことがよくあります。

既存の治療法の一つは、患者自身の骨組織からカスタム骨移植片を作成することですが、このアプローチの成功率は限られています。

最近の報告によると、カスタマイズされた 3D プリントされたチタンメッシュスキャフォールドは、自然な骨の再生を促進し、可能にするインプラントの医療上の課題に対する潜在的な解決策となる可能性があります。

シャリテの筋骨格外科センターの研究チームは、大きな骨欠損を治療するためにカスタマイズされた 3D プリントの足場を設計および製造する能力を実証しました。患者の骨の CT スキャンを使用して、医療チームは欠陥のある骨の 3D モデルを生成できます。

このデジタルモデルに基づいて、カスタムスキャフォールドを 3D モデル化し、医療グレードのチタンを使用してレーザー焼結 3D プリンターに送信できます。その結果、多孔質スキャフォールド構造が特徴的な 3D プリントチタンインプラントが完成します。 △写真はネットからお借りしました<br /> この 3D プリント構造は、医師が患者の骨組織、成長因子、骨置換材料をインプラントに充填できるため、骨再生を促進するために非常に重要です。注目すべきは、3D プリントされたメッシュ構造が「治癒プロセスをさらに強化」するように構造的に最適化されていることです。

シャリテのジュリアス・ウルフ研究所のアン・マリー・ポブロス博士は次のように説明しています。「私のチームは、コンピューターモデリング技術を使用して標準サイズの足場を最適化することにしました。大型動物モデルを使用して、骨再生に対する実際の効果を研究することができました。骨再生のプロセスは人間のものと非常に似ているため、人間の骨の治癒に外挿することができました。」

これまでに、シャリテ筋骨格外科センターは、カスタマイズされた 3D プリント骨を合計 19 人の患者に移植しており、そのすべてで有望な結果が得られています。

3D プリントされたインプラント自体は、骨の再生を促進し誘導するために小さなチャネルが形成されるように構築されたハニカム構造を特徴としています。重要なのは、研究者らがハニカム構造の支柱の直径を変えることでインプラントの硬さを変えられることを発見し、異なる硬さの効果をテストできるようになったことだ。

「骨の再生は、移植された足場の硬さによって変わるだろうと考えた」と、ジュリアス・ウルフ生体力学および骨格筋再生センター所長のゲオルグ・N・ヌーダ博士は述べた。「そのため、骨の再生中の機械的刺激の影響を調べるために、異なる硬さのインプラントを移植した4つの試験グループを使用した。」

これらのテストの結果、柔らかいインプラントの方が骨の再生を促進することが示されました。外傷外科医のPFフィリップ・シュヴァーベ博士は次のように説明した。「3か月後でも、柔らかいインプラントは硬いインプラントよりも機械的刺激に素早く反応し、骨の成長が速まることが放射線学的証拠によって示されました。」

実際、研究者たちは、3Dプリントされたインプラントの生体力学的特性が骨形成の量と再生骨の質に直接影響を与えることを発見しました。

この認識から、共同チームは 3D 印刷技術を使用して、柔らかく、機械生物学的に最適化されたチタンメッシュスキャフォールドを設計および製造しています。研究チームは、この技術は脊椎、口腔、顎顔面の欠損の治療にも使える可能性があると述べている。

3derからコンパイル

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