Китайские ученые печатают костные имплантаты из костного порошка и биоклея

Профессор Хуанг Венхуа и его студенты из китайского Южного медицинского университета используют 3D-принтеры для изготовления костей из костного порошка и уникального «биоклея». В отличие от титановых имплантатов эти костные структуры полностью изготовлены из костного материала, в них нет ни кусочка металла.Хуанг Венхуа считает, что 3D-печатные кости начнут имплантировать людям через 5-6 лет. Однако прежде исследователям необходимо разработать высокоплотные материалы для 3D-печати и провести дополнительные опыты по биомеханике. Как раз сейчас над этим работают профессоры Оуянг Юн и Ки Сяочжун. На данный момент команде удалось напечатать кости козы и кролика, пора двигаться дальше.С точки зрения профессора Хуанга Венхуа, у 3D-печатных костных имплантатов значительно больше преимуществ, чем у титановых. Хотя титан редко отторгается иммунной системой человека, временами это все же случается. А вот с имплантатами из настоящего костного порошка такого просто не может произойти.

«Поскольку донор и реципиент принадлежат к одному и тому же биологическому виду, а кости изготавливаются из настоящего костного порошка, они гораздо лучше принимаются организмом», – объясняет он.

Процесс изготовления костей из порошка мало отличается от печати на настольных и промышленных 3D-принтерах, которые сегодня представлены на рынке. Сначала 3D-принтер укладывает на платформу слой костного порошка толщиной 0,1 мм, потом покрывает его слоем биологического клея. Эта процедура повторяется до тех пор, пока кость не будет готова. Порой количество слоев достигает нескольких и даже десятков тысяч.Исследователи пока не уверены, что эти кости можно имплантировать живым существам, однако прогресс налицо. Да, организм еще может их отторгнуть, зато экспериментальные кости кролика и козы выдерживают значительно более высокую нагрузку, чем обычные кости. На данный момент длина самой большой из напечатанных костей составляет 15 см. Разумеется, чем кость длиннее, тем более хрупкой она получается, вот почему требуются дальнейшие исследования в области биомеханики и материалов.

«Все мы знаем, что если надавить на берцовую кость достаточно сильно, она сломается. А сколько сил нужно приложить, чтобы сломать наш имплантат? Мы так и не смогли это выяснить, – рассказывает Венхуа. – Сегодня тканевая инженерия только зарождается, она затрагивает такие области, как материаловедение, цитология и биоинженерия. По сути, это новая точка отсчета в исследовании анатомии человека».

Также Венхуа считает, что технология 3D-печати должна помочь людям, потерявшим конечность. Он уверен, что если печатать активные клетки из стволовых клеток пациента, то врачи смогут изготовить для него практически любую кость, орган или ткань.