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Os pesquisadores usam a técnica nova para criar os implantes 3D-printed médicos

Os pesquisadores lançaram a impressão 3D tradicional para criar ainda algumas das estruturas biomedicáveis as mais intrincadas, avançando a revelação das novas tecnologias para os ossos e o tecido regrowing.

O campo emergente da engenharia do tecido aponta aproveitar a capacidade natural de corpo humano para curar-se, para reconstruir o osso e o músculo perdidos aos tumores ou aos ferimentos.

Um foco chave para coordenadores biomedicáveis foi o projecto e a revelação dos andaimes impressos 3D que podem ser implantados no corpo para apoiar a rebrota da pilha.

Mas fazer estas estruturas pequenas e complexas bastante para que as pilhas prosperem permanece um desafio significativo.

Inscreva uma equipa de investigação Universidade-conduzida RMIT, colaborando com os clínicos no hospital Melbourne de St Vincent, Austrália, que viraram a aproximação convencional da impressão 3D.

Em vez de fazer os bioscaffolds directamente, a equipe que 3D imprimiu moldes com cavidades intrincado-modeladas a seguir encheu-as com os materiais biocompatible, antes de dissolver os moldes afastado.

Usando a aproximação indirecta, a equipe criada unha-fez sob medida bioscaffolds completamente das estruturas elaboradas que, foram consideradas até aqui impossíveis com as impressoras 3D padrão.

O Dr. Cathal O'Connell do pesquisador do chumbo disse que o método novo do biofabrication era eficaz na redução de custos e facilmente evolutivo porque confiou na tecnologia amplamente disponível.

As formas que você pode fazer com uma impressora 3D padrão são forçadas pelo tamanho do bocal da impressão - a abertura precisa de ser grande bastante deixar completamente e finalmente o material esse influências como pequeno você pode imprimir.”

Dr. Cathal O'Connell, pesquisador do chumbo do estudo e o companheiro pos-doctoral do reitor, universidade de RMIT

“Mas as diferenças entre o material impresso podem ser maneira menor, e distante mais intrincada.

“Lançando nosso pensamento, nós desenhamos essencialmente a estrutura que nós queremos no espaço vazio dentro de nosso molde impresso 3D. Isto permite que nós criem as microestrutura minúsculas, complexas onde as pilhas florescerão.”

Técnica versátil

O'Connell disse que outras aproximações podiam criar estruturas impressionantes, mas somente com os materiais preciso-costurados, ajustado com aditivos particulares ou alterado com química especial.

“Importante, nossa técnica é versátil bastante usar os materiais da categoria médica disponíveis imediatamente,” disse.

“É extraordinária criar tais formas complexas usando “uma impressora básica categoria 3D da High School da”.

“Que abaixa realmente a barra para a entrada no campo, e nos traz uma etapa significativa mais perto de fazer o tecido que projeta uma realidade médica.”

A pesquisa, publicada em tecnologias de materiais avançados, foi conduzida em [email protected], uma pesquisa avançada da tecnologia biológica, cubo da educação e formação situado no hospital Melbourne de St Vincent.

Co-author o professor adjunto Claudia Di Bella, um cirurgião ortopédico no hospital Melbourne de St Vincent, disse as mostras do estudo as possibilidades que abrem quando os clínicos, os coordenadores e os cientistas biomedicáveis vêm junto endereçar um problema clínico.

“Um problema comum enfrentado por clínicos é a incapacidade alcançar soluções experimentais tecnologicos para os problemas que enfrentam o diário,” Di Bella disse.

“Quando um clínico for o melhor profissional para reconhecer um problema e a pensar sobre soluções potenciais, os coordenadores biomedicáveis podem transformar essa ideia na realidade.

“Aprender como falar uma língua comum através da engenharia e da medicina é frequentemente uma barreira inicial, mas uma vez que esta é superada, as possibilidades são infinitas.”

Conjunto de ferramentas futuro do tratamento

Actualmente há poucas opções do tratamento para os povos que perdem uma quantidade significativa de osso ou o tecido devido à doença ou ao ferimento, fazendo a amputação ou o metal implanta para encher resultados de uma terra comum da diferença.

Quando alguns ensaios clínicos de engenharia do tecido forem conduzidos em todo o mundo, os desafios chaves da tecnologia biológica ainda precisam de ser endereçados para que a tecnologia 3D bioprinting transforme-se uma parte padrão do conjunto de ferramentas de um cirurgião.

Na ortopedia, um ponto de fricção principal é a revelação de um bioscaffold que trabalhe através do osso e da cartilagem.

“Nosso método novo é tão preciso nós está criando o osso especializado e microestrutura cartilagem-crescentes em um único bioscaffold,” O'Connell disse.

“É o ideal cirúrgico - um andaime integrado que pode apoiar ambos os tipos de pilhas, para melhorar o replicate a maneira as carroçarias.”

Os testes com pilhas humanas mostraram que os bioscaffolds construídos usando o método novo são seguros e não-tóxicos.

Os passos seguintes para os pesquisadores estarão testando projectos para aperfeiçoar a regeneração da pilha e estarão investigando o impacto na rebrota da pilha de combinações diferentes de materiais biocompatible.

Ponto por ponto: como inverter a cópia um bioscaffold

O método novo - que os pesquisadores dublaram a impressão sacrificial personificada negativo do molde 3D (NEST3D) - colagem simples dos usos PVA como a base para o 3D imprimiu o molde.

Uma vez que o material biocompatible injetado no molde se ajustou, a estrutura inteira está colocada na água para dissolver a colagem, saindo apenas do bioscaffold deconsolidação.

Estude o primeiro autor, pesquisador Stephanie Doyle do PhD, disse os pesquisadores permitidos método testar ràpida combinações de materiais para identificar aqueles os mais eficazes para o crescimento da pilha.

“A vantagem de nossa técnica avançada da modelação por injecção é sua versatilidade,” Doyle disse.

“Nós podemos produzir dúzias dos bioscaffolds experimentais em uma escala dos materiais - dos polímeros biodegradáveis aos hydrogels, aos silicones e à cerâmica - sem a necessidade para o equipamento rigoroso da optimização ou do especialista.

“Nós podemos produzir as estruturas 3D que podem ser apenas 200 mícrons transversalmente, a largura de 4 cabelos humanos, e com a complexidade essa rivais esse realizável por técnicas luz-baseadas da fabricação.

“Podia ser um acelerador maciço para a pesquisa de engenharia do biofabrication e do tecido.”

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.