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Les chercheurs emploient la technique neuve pour produire les implants 3D-printed médicaux

Les chercheurs ont renversé l'impression 3D traditionnelle pour produire certaines des structures biomédicales les plus compliquées encore, avançant le développement des technologies neuves pour les os et le tissu regrowing.

L'inducteur apparaissant du bureau d'études de tissu vise à armer la capacité naturelle du corps humain de se guérir, de reconstruire l'os et le muscle détruits aux tumeurs ou aux blessures.

Une orientation principale pour les techniciens biomédicaux a été le modèle et le développement des échafaudages estampés par 3D qui peuvent être implantés dans le fuselage pour supporter la recroissance de cellules.

Mais rendre ces structures petites et assez complexes pour que les cellules prospèrent reste un défi important.

Présentez une équipe de recherche dirigée par l'université de RMIT, collaborant avec les cliniciens à l'hôpital Melbourne de St Vincent, l'Australie, qui ont retourné l'approche conventionnelle de l'impression 3D.

Au lieu d'effectuer les bioscaffolds directement, l'équipe que 3D a estampé des moulages avec les cavités compliqué-modelées puis les a remplies de matériaux biocompatibles, avant de dissoudre les moulages loin.

Utilisant l'approche indirecte, l'équipe a produit les bioscaffolds ongle ongle complètement des structures élaborées qui, jusqu'ici, ont été considérées impossibles avec les imprimantes 3D normales.

M. Cathal O'Connell de chercheur de fil a dit que la méthode neuve de biofabrication était parce qu'elle a compté en circuit largement - technologie procurable rentable et facilement évolutive.

Les formes que vous pouvez effectuer avec une imprimante 3D normale sont contraintes par la taille du gicleur d'impression - l'ouverture doit être assez grande pour laisser le matériau et éventuel ce des influences combien petit vous pouvez estamper. »

M. Cathal O'Connell, chercheur de fil d'étude et boursier post-doctoral du vice-président, université RMIT

« Mais les lacunes entre le matériau estampé peuvent être voie plus petite, et bien plus compliquée.

« En renversant notre penser, nous entraînons essentiellement la structure que nous voulons dans l'espace vide à l'intérieur de notre moulage estampé par 3D. Ceci nous permet de produire les microstructures minuscules et complexes où les cellules s'épanouiront. »

Technique polyvalente

O'Connell a dit que d'autres approches pouvaient produire les structures impressionnantes, mais seulement avec les matériaux précis-réglés, ajusté avec les additifs particuliers ou modifié avec la chimie spéciale.

« D'une manière primordiale, notre technique est assez polyvalente pour employer des matériaux de pente médicale disponibles sur le marché, » il a dit.

« Elle est extraordinaire pour produire de telles formes complexes utilisant « imprimante fondamentale de la pente 3D de lycée une ».

« Qui abaisse réellement la barre pour l'entrée dans l'inducteur, et nous porte un pas important plus près d'effectuer le tissu concevant une réalité médicale. »

La recherche, publiée en technologies des matériaux avancées, a été conduite à [email protected], à une recherche en matière de pointe de bio-ingénierie, à la formation au moyeu situé à l'hôpital Melbourne de St Vincent.

Le professeur agrégé co-auteur Claudia Di Bella, un chirurgien orthopédique à l'hôpital Melbourne de St Vincent, a dit les étalages d'étude les possibilités qui s'ouvrent quand les cliniciens, les techniciens et les savants en biomédecine viennent ensemble pour traiter un problème clinique.

« Un problème courant considéré par des cliniciens est l'incapacité d'atteindre les solutions expérimentales techniques pour les problèmes qu'elles font face au journal, » Di Bella a dit.

« Tandis qu'un clinicien est le meilleur professionnel pour identifier un problème et à penser aux solutions potentielles, les techniciens biomédicaux peuvent transformer cette idée en réalité.

« Apprendre comment parler un langage commun en travers du bureau d'études et du médicament est souvent un premier barrage, mais une fois que ceci est surmonté, les possibilités sont sans fin. »

Futur ensemble d'outils de demande de règlement

Actuel il y a peu d'options de demande de règlement pour les gens qui détruisent une importante quantité d'os ou de tissu dû à la maladie ou aux blessures, effectuant des implants d'amputation ou en métal pour remplir résultats d'un terrain communal d'écartement.

Tandis que quelques tests cliniques du bureau d'études de tissu ont été conduits autour du monde, des défis principaux de bio-ingénierie doivent toujours être relevés pour que la technologie 3D bioprinting devienne une partie normale de l'ensemble d'outils d'un chirurgien.

Dans l'orthopédie, un point de désaccord important est le développement d'un bioscaffold qui fonctionne en travers de l'os et du cartilage.

« Notre méthode neuve est si précise nous produisent l'os spécialisé et des microstructures culture des cartilages dans un bioscaffold unique, » O'Connell a dit.

« C'est l'idéal chirurgical - un échafaudage intégré qui peut supporter les deux types de cellules, pour améliorer la réplique la voie les carrosseries. »

Les tests avec des cellules humaines ont montré que les bioscaffolds établis suivre la méthode neuve sont sûrs et non-toxiques.

Les prochaines opérations pour les chercheurs vérifieront des modèles pour optimiser la régénération de cellules et vérifieront le choc sur la recroissance de cellules de différentes combinaisons des matériaux biocompatibles.

Point par point : comment renverser l'épreuve un bioscaffold

La méthode neuve - que les chercheurs ont aboubé l'impression sacrificatoire de la matrice incorporée par négatif 3D (NEST3D) - colle simple des utilisations PVA comme la base pour le 3D a estampé le moulage.

Une fois que le matériau biocompatible injecté dans le moulage a réglé, la structure entière est mise dans l'eau pour dissoudre la colle, partant juste du bioscaffold de cellule-consolidation.

Étudiez le premier auteur, chercheur Stephanie Doyle de PhD, avez dit les chercheurs activés par méthode pour vérifier rapidement des combinaisons des matériaux pour recenser ceux les plus efficaces pour la croissance des cellules.

« L'avantage de notre technique avancée de moulage par injection est sa souplesse d'utilisation, » Doyle a dit.

« Nous pouvons produire des douzaines de bioscaffolds d'essai dans une gamme des matériaux - des polymères biodégradables aux hydrogels, aux silicones et à la céramique - sans besoin de matériel rigoureux d'optimisation ou de spécialiste.

« Nous pouvons produire les structures 3D qui peuvent être juste 200 microns à travers, la largeur de 4 cheveux, et avec la complexité cette des rivaux ce réalisable par des techniques lumière lumière de fabrication.

« C'a pu être un accélérateur massif pour la recherche de bureau d'études de biofabrication et de tissu. »

Source:
Journal reference:

Doyle, S. E., et al. (2021) Printing between the Lines: Intricate Biomaterial Structures Fabricated via Negative Embodied Sacrificial Template 3D (NEST3D) Printing. Advanced Materials Technologies. doi.org/10.1002/admt.202100189.