科学者らが骨修復用足場インプラントをより速く作るための「逆」3Dプリント法を開発

科学者らが骨修復用足場インプラントをより速く作るための「逆」3Dプリント法を開発
出典: cnBeta

足場のようなインプラントが、失われた部位の骨組織や軟骨の再生を促進することができるということは、しばらく前から誰もが耳にしていたと思います。現在、科学者たちは、そのようなインプラントをより迅速かつ簡単に 3D プリントする方法を開発した。

まず、いわゆる「マイクロスキャフォールディング」はどのように機能するのでしょうか?患者の骨の一部が(事故や病気により)欠損している場合、医師はまずインプラントを作成し、欠損した骨があるべき場所に手術で埋め込みます。このインプラントは、足場に似た三次元微細構造を持ち、生体適合性があり、生分解性の材料で作られています。細胞の成長を促進する化合物も含まれている可能性があります。

インプラントの内部構造は天然の骨に似ているため、患者の隣接する骨組織の細胞が徐々にインプラント内に移行し、インプラントに接続された空間で「生息」し始めます。これらの細胞は増殖し続け、足場材料を置き換えます。最終的に残るのは、隙間を埋める純粋な天然骨だけです。

しかし、インプラントの 3D プリントは、空白領域の壁が非常に薄く複雑なため非常に難しく、最も一般的に使用されている 3D プリンターの印刷ノズルでは、そのレベルの詳細を実現することはできません。これは新しいテクノロジーの入り口になりつつあります。

この印刷技術はNEST3D(Negative Embodied Sacrificial Template 3D)印刷と呼ばれ、メルボルンのRMIT大学とセント・ヴィンセント病院の科学者らが共同で開発した。このプロセスは、固体ポリ酢酸ビニル (PVA) 接着剤で作られた足場の空きスペースのネガティブ テンプレートを 3D プリントすることから始まります。通常のプリンターノズルで十分です。

テンプレートを金型に配置した後、ポリマーなどの生体適合性/生分解性の液体材料を注ぎ、テンプレートが占めていないスペースを埋めます。ポリマーが固まったら、水を使って可溶性 PVA 接着剤を溶かします。最終的にテンプレートは消え、残るのは足場を形成する複雑なポリマーの「骨格」だけです。

この技術は、骨の欠損を修復する役割に加え、研究室で代替の身体部位を成長させるといった用途にも応用できる可能性がある。

「一般的な『高校』レベルの3Dプリンターを使用して、このような複雑な形状を作成できるのは注目に値します。これにより、この分野への参入障壁が大幅に下がり、組織工学が医療の現実となることに一歩近づきました」と、RMITの主任科学者であるキャサル・オコネル博士は述べています。 「

骨医療

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