Později má být část umělé kosti namontována například do dolní čelisti (obrázek: císař)
Čtení nahlas Němečtí vědci mohou pomocí nové techniky vyrábět implantáty, které jsou vyrobeny ze stejného materiálu jako přírodní kost. Tyto přirozeně identické kosti se tisknou přesně s 3D tiskárnou. Vědci navíc kolonizují implantaci kmenovými buňkami, aby společně urychlili růst zranění. Vědci představili tento produktový nápad na Medica v Düsseldorfu. Jeden malý krok špatným směrem, noha visí na kameni a mladá žena padá na balvanové pole. Kotník na kotníku je zlomený. Naštěstí nehoda pokračuje hladce, o několik týdnů později může pacient znovu bez námahy chodit. Ale zlomené kosti nejsou vždy snadno léčitelné: Se složitými zlomeninami doktoři nemohou fragmenty snadno složit dohromady. V takových případech často vyžadují část endogenní nebo umělé kosti, kterou používají v poraněném místě.

Například, pokud se zlomil kus kosti a vytvořila se mezera, musí být vyplněna: „V malém měřítku může být transplantována vlastní kost nebo chrupavka těla. Tento materiál se odebírá například z kyčle. Nebo se spoléháme na mrtvé kosti zvířat, jako je skot, která jsou speciálně zpracovávána k potlačení odmítavých reakcí, “říká Matthias Schieker, vedoucí pracovní skupiny tkáňového inženýrství na univerzitě v Mnichově.

Kromě hovězí kosti se používají mimo jiné korálové kousky, které mají podobnou strukturu jako přírodní kosti. Úlovek pro všechny tyto varianty je: Člověk není ani skot, ani korál, a kostra jedné lidské bytosti nikdy přesně neodpovídá kostře druhé.

„Výlisky nebo bloky musí být v OR zničeny a zvířecí kosti musí být upraveny, “ vysvětluje Hermann Seitz, jeden z vedoucích pracovních skupin pro rychlé prototypování metod ve výzkumném centru císaře v Bonnu. Toto řezání by však bylo možné v budoucnu vynechat: v císaři Seitz společně se svým kolegou Carstenem Tilleem a dalšími zaměstnanci vyvíjí proces, pomocí kterého lze vytisknout přesně padající kousky kostí. Po stisknutí tlačítka jsou hotové implantáty výstupem z tzv. 3-D tiskárny, uvedli vědci na Medica v Düsseldorfu. zobrazit

Pokud pacient přijde na kliniku se zlomeným zlomeninem kostí, zranění se nejprve zaznamená pomocí počítačové tomografie (CT). „Pomocí CT se můžete dívat dovnitř těla a vidět kosti jako světlé objekty na tmavém pozadí ve dvourozměrných vrstvách, “ vysvětluje Tille první krok v procesu.

Po přesném měření mezery na základě CT obrázků převede počítačový program dvourozměrné obrazy do trojrozměrné reprezentace. Požadovaný implantát může být navržen a vyroben na základě rozměrů otvoru. Za tímto účelem se na stavební desku nanese tenká vrstva keramického prášku. Po návrhu náčrtu v počítači se na něj natiskne pojivo, poté následuje další vrstva keramiky. Vazební kapalina spojuje vrstvy dohromady. Kost tedy roste kousek po kousku z 3D tiskárny ve vzduchu. „Je připraven za pár hodin, “ shrnuje Seitz.

Protože keramický prášek sestává ze stejné látky jako přírodní kost, vědci očekávají, že implantát bude pacientem dobře tolerován. To naznačují alespoň první výsledky ve Schiekerově laboratoři.

„Chceme však nejen vytvořit přesně padnoucí kost s přirozenou identitou, ale také zrychlit mezeru, “ říká Schieker. Jeho tým se proto snaží kolonizovat keramické implantáty kostními buňkami získanými z dospělých kmenových buněk. Kostní buňky by měly pronikat póry keramiky do vnitřku. Jakmile je připravený kousek kosti vložen do lidského těla, buňky by se měly stát aktivními a rychle růst spolu s přilehlou přírodní kostí.

„V případě větších defektů roste vlastní tkáň těla pouze na implantáty z vnějšku, ale živiny v interiéru chybí, “ říká Schieker s ohledem na ddp. Taková kost nikdy neobnoví svou dřívější stabilitu. Vědci doufají, že to bude brzy pas do tištěné a stoně opálené kosti. „Za méně než pět let by mohlo dojít k prvnímu použití této metody u lidí, “ říká Schieker.

Bylo by například možné vložit malé kousky keramického materiálu přesně do defektů během ústní, maxilofaciální a obličejové chirurgie. „V každém případě nejprve otestujeme implantát v nenosných šaržích, tj. V místech, kde kostra nese malou váhu, “ vysvětluje Seitz. Prozatím nebudou kosti z tiskárny vyloučeny pro zlomené nohy, paže nebo žebra.

ddp / bdw Susanne Donner

science.de

Doporučená Redakce Choice