Επαναστατική μέθοδος εκτύπωσης οστών

Μια νέα μέθοδο τρισδιάστατης εκτύπωσης εμφυτευμάτων για την αναγέννηση των οστών ανέπτυξαν ερευνητές στη Βρετανία με επικεφαλής έναν Ελληνα διδακτορικό ερευνητή.

Η ομάδα του Μανώλη Παπασταύρου στο Πανεπιστήμιο του Νότιγχαμ Τρεντ δίνει νέες ελπίδες στους ασθενείς που έχουν υποστεί σοβαρές καταστροφές στα οστά τους είτε λόγω ατυχήματος είτε λόγω καρκίνου και άλλων εκφυλιστικών νόσων.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος προσθετικής κατασκευής αντικειμένων με οικονομικά υλικά, η οποία ήδη έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται σε μια σειρά από κλάδους, από τη μαγειρική και την αρχιτεκτονική μέχρι την αεροδιαστημική και την ιατρική.

Η κατασκευή εμφυτευμάτων μέσω 3D printing είναι κάτι που ήδη εφαρμόζεται, ωστόσο ένα σοβαρό εμπόδιο μέχρι σήμερα ήταν η μικρή ανθεκτικότητα των υλικών που χρησιμοποιούσαν που δεν προσέφερε αρκετή αντοχή και στήριξη στα οστά.

Η χρήση των τρισδιάστατων εκτυπωτών στην ιατρική αντιμετώπιζε προβλήματα, όμως με τη νέα μέθοδο αυτά δείχνουν να παρακάμπτονται

Αυτό το πρόβλημα έρχεται να λύσει η νέα μέθοδος. Η καινοτομία της τεχνολογίας που ανέπτυξε η ομάδα του βρετανικού Πανεπιστημίου έγκειται στη «χειραγώγηση» της ανάπτυξης των κρυστάλλων μέσα στο υλικό που εκτυπώνεται και προορίζεται για εμφυτεύματα, έτσι ώστε αυτό να είναι πιο ανθεκτικό αλλά και βιοδιασπώμενο, αποτελώντας μια σαφώς ανώτερη εναλλακτική στα μεταλλικά εμφυτεύματα.

 

Γέφυρα
Η τεχνική βασίζεται στην τρισδιάστατη εκτύπωση ενός οστικού ικριώματος («σκαλωσιάς»), δηλαδή ενός τρισδιάστατου πλέγματος που λειτουργεί ως προσωρινή «γέφυρα», η οποία θα επιτρέψει την αναγέννηση του φυσικού ιστού του οστού.

Με τη βοήθεια υπολογιστή μπορεί να εκτυπωθεί στο ακριβές μέγεθος και σχήμα που επιτάσσουν οι ανάγκες του κάθε ασθενούς. Το υλικό με το οποίο κατασκευάζεται είναι πορώδες, έτσι ώστε να επιτρέπει να αναπτύσσονται πάνω του τα κύτταρα και, στη συνέχεια, να κυκλοφορεί το αίμα και να αναγεννάται το πλήρες οστό.

Τα βιοϋλικά που αποτελούν το εκτυπωμένο ικρίωμα υπάρχουν στο φυσικό οστό και έχουν την ιδιότητα να διαλύονται στον οργανισμό, καθώς ο ασθενής αναρρώνει και αναπτύσσεται το νέο οστό.

«Η τρισδιάστατη εκτύπωση συνδυάζεται με την ψύξη σε θερμοκρασία κάτω του μηδενός των κρυστάλλων του χρησιμοποιούμενου υλικού, πράγμα που μειώνει σημαντικά τον χρόνο και το κόστος δημιουργίας αυτών των προσθετικών συσκευών», ανέφερε ο Παπασταύρος, μέλος της ερευνητικής ομάδας Σχεδιασμού για την Υγεία και την Ευεξία στη Σχολή Αρχιτεκτονικής, Σχεδίου και Δομημένου Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Νότιγχαμ Τρεντ. Εκτίμησε ότι «μακροπρόθεσμα, αυτή η έρευνα θα βοηθήσει ώστε να αντικατασταθεί η χρήση του μετάλλου στα ορθοπεδικά εμφυτεύματα, από υλικά που μπορούν να διασπαστούν μέσα στο σώμα».

Η καινοτόμος μέθοδος της ομάδας του Μανώλη Παπασταύρου, που ανακοινώθηκε στο συνέδριο «Εκτυπώσεις για το Μέλλον» του Ινστιτούτου Φυσικής στο Λονδίνο, βελτιώνει τη μικροδομή του οστικού ικριώματος, επιτυγχάνοντας αυξημένη ανθεκτικότητα του συνθετικού οστού