'Hyperelastic Bone' ที่พิมพ์แบบ 3 มิตินี้กำลังจะเปลี่ยนรูปแพทย์

กระดูกที่แตกเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ของวิชาชีพแพทย์แม้ว่าแพทย์จะพยายามอย่างเต็มที่ในการปั๊มกระดูกหักที่เต็มไปด้วยสารเคมีที่มีราคาแพงและกระตุ้นการเจริญเติบโตและให้การสนับสนุน แต่เมื่อพูดถึงโครงกระดูกที่ถูกทำลายในที่สุดก็ไม่มีอะไรให้ทำอีกแล้ว รอ. นักวิทยาศาสตร์สสารใหม่ที่แปลกประหลาดเรียกว่า "กระดูก hyperelastic" ตั้งค่าเพื่อเอาใจใจร้อน

ลองนึกภาพแขนที่หักเหมือนขาของควิดดิชที่โด่งดังใน Harry Potter ห้องแห่งความลับ. ข้างในหนึ่งในกระดูกยาวถูกแยกเป็นสองส่วน นักวิจัยที่ Northwestern University ได้ตีพิมพ์การศึกษาของพวกเขาโดยไม่ต้องใช้เวทย์มนตร์ Skele-Gro ที่ยอดเยี่ยม วิทยาศาสตร์การแพทย์ translational วันนี้หาวิธีแก้ไขช่องว่างระหว่างเศษกระดูกเหล่านั้นโดยใช้สารที่พวกเขาเรียกว่ากระดูก hyperelastic - หรือ HB สั้น ๆ วัสดุที่อ่อนนุ่มได้รับการพิมพ์แบบสามมิติในรูปทรงที่เหมาะสมจากนั้นได้รับการบีบอัดและอัดเข้าไปในพื้นที่ซึ่งมันจะขยายเพื่อเติมเต็มในซอกและ crannies ในกระดูกหัก คิดว่ามาร์ชแมลโลว์ที่ถูกบีบคอไว้จะแตกเป็นชิ้น ๆ

“ เนื่องจากมีความยืดหยุ่นจึงสามารถกดเข้าไปในข้อบกพร่องเพื่อขยายตัวโดยอัตโนมัติเพื่อซ่อมแซมตัวเองสู่อวกาศโดยไม่ต้องใช้กาวหรือเย็บ” Ramille N. Shah, Ph.D. ผู้เขียนร่วมของกระดาษและผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่แผนกวัสดุทางตะวันตกเฉียงเหนือ วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมกล่าวในการประชุมทางไกลเมื่อวันอังคารที่ ชาห์และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถสร้างสารนี้ออกมาจากสิ่งเดียวกันกับกระดูกที่ทำจาก: แร่ที่เรียกว่าไฮดรอกซีอะพาไทต์ผสมกับสารยึดเกาะซึ่งให้คุณสมบัติที่เปราะและแตกหักง่าย ในการทดสอบหนึ่งครั้งพวกเขาจะพิมพ์ส่วนของกระดูกโคนขา 3 มิติและมีน้ำหนักประมาณ 150 ปอนด์ก่อนที่จะเริ่มต้น

ซึ่งในตัวมันเองนั้นเป็นผลงานที่น่าประทับใจ แต่สารที่ขยายได้นั้นมีมากกว่าโครงสร้าง กระดูก Hyperelastic ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในร่างกาย (ซึ่งทั้งหมดได้รับการรับรองจาก FDA) โครงสร้างทางสรีรวิทยา - กรอบสำหรับเซลล์ของร่างกายที่จะเติบโต เพราะมันย่อยสลายได้ทางชีวภาพและที่สำคัญคือ ได้ทางชีวภาพ มันรวมตัวเข้ากับร่างกายทำให้เส้นเลือดไหลผ่านและเซลล์เจริญเติบโตได้ง่ายขึ้น ชาห์และเพื่อนร่วมงานของเขาทำการทดสอบคุณสมบัติของ HB โดยทำการเพาะด้วยสเต็มเซลล์ซึ่งเป็นเซลล์ที่มีศักยภาพในการสร้างเนื้อเยื่อชนิดใดก็ได้ สิ่งที่พวกเขาค้นพบนั้นน่าทึ่ง: เซลล์ต้นกำเนิดที่ปลูกบน HB ไม่เพียง แต่เพิ่มจำนวนขึ้น แต่เริ่มขึ้น ทำกระดูก การขุดแร่จาก HB เป็นทรัพยากร และระบบภูมิคุ้มกันเท่าที่การทดลองของพวกเขาแสดงก็ไม่ได้ประหลาดเมื่อ HB เข้าสู่สนามหญ้า

ความสามารถในการพิมพ์แบบสามมิติทำให้แอพพลิเคชั่นนั้นไร้ขีด จำกัด ถ้าคุณบอกว่าต้องมีกะโหลกศีรษะใหม่ชาห์และร่วม คุณได้รับความคุ้มครอง:

เหมือนกันกับแบบจำลอง DNA helix:

ในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติใช้กันทั่วไปในด้านการแพทย์ Shah กล่าวว่าส่วนใหญ่ของกระดูก hyperelastic คือ“ หมึก” ที่ใช้พิมพ์นั้นไม่ได้มีราคาแพงมากนักเนื่องจาก“ ราคาค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับวัสดุทางการแพทย์ส่วนใหญ่” หมายความว่าการขยายขนาดทำได้ง่ายจัดส่งไปยังโรงพยาบาลที่มีเครื่องพิมพ์ 3D และใส่แขนขาและซี่โครงหักทั่วโลก

มันจะเกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้ไหม? “ เมื่อมาถึงจุดนี้มีกฎระเบียบมากมายและการควบคุมคุณภาพที่ต้องเกิดขึ้น” ชาห์กล่าว แต่ถ้าหลักฐานที่เขาแสดงเป็นสิ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพของมันก็มีข้อสงสัยเล็กน้อยว่ามันจะเกิดขึ้นในไม่ช้า