Gerry Koons, a Rice és a Baylor Orvostudományi Főiskola MD / PhD hallgatója 3D-s nyomtatású bioreaktorot készít a tesztekhez. (Hitel: Jeff Fitlow/Rice)
Egy új technika megnöveli az élő csontot a koponya- és arcsérülések kijavítására egy 3D nyomtatású bioreaktor - alapvetően egy penész - rögzítésével a bordához.
A bordából származó őssejtek és erek beszivárognak a formába az állványzatba, és helyettesítik a páciens egyedi ízlésével.
Antonios Mikos biomérnök, a szövedéktechnika úttörője és munkatársai ötvözték az általuk kifejlesztett technológiákat egy évtizedes program során. A cél a koponya -arc rekonstrukció előmozdítása a test természetes gyógyító erejének kihasználásával.
A kutatók kifejlesztettek egy technikát egyedi csontimplantátumok termesztésére, hogy helyreállítsák az állkapocs sérüléseit a beteg saját bordájából. (Hitel: Mikos Kutatócsoport)
A technikát a jelenlegi rekonstrukciós technikák pótlására fejlesztik ki, amelyek a beteg különböző területein, például az alsó lábszáron, a csípőben és a vállban lévő csontgraft szöveteket használják.
Csontpótló
„Ennek a munkának egyik fő újítása a 3D nyomtatott bioreaktor kihasználása a test egy másik részében termesztett csont kialakításához, miközben a hibát alapozzuk meg az újonnan létrehozott szövet elfogadásához”-mondja Mikos, a biotechnológia professzora, valamint a Rice kémiai és biomolekuláris mérnöke. Egyetem, valamint a Nemzeti Mérnöki Akadémia és az Orvostudományi Akadémia tagja.
"Korábbi tanulmányok kidolgozták a csontgraftok létrehozásának technikáját saját vérellátással vagy anélkül a mellkasüregbe beültetett valódi csontból" - mondja Mark Wong társszerző, az iskola száj- és állcsontsebészeti tanszékének professzora, elnöke és programigazgatója. a fogászatról a Texas Egyetem Egészségtudományi Központjában, Houstonban.
„Ez a tanulmány bebizonyította, hogy életképes csontgraftokat készíthetünk mesterséges csontpótló anyagokból. Ennek a megközelítésnek az az jelentős előnye, hogy a csontgraft elkészítéséhez nem szükséges a beteg saját csontját betakarítani, hanem más, nem autogén források is felhasználhatók ”- mondja.
Kötött és fedett
Fogalmuk igazolására a kutatók téglalap alakú hibát vezettek be a juhok mandibulájában. Létrehoztak egy sablont a 3D nyomtatáshoz, és kinyomtattak egy beültethető formát és egy távtartót, mindkettőt PMMA -ból, más néven csontcementből. A távtartó célja elősegíteni a gyógyulást és megakadályozni, hogy a hegszövet kitöltse a hibahelyet.
Elég csontot távolítottak el az állatmodell bordájából, hogy feltárják a csonthártyát, amely az őssejtek és az érrendszer forrásaként szolgált a penész belsejében lévő mag állványzatának. A biológiailag kompatibilis állvány elkészítéséhez a tesztcsoportok zúzott bordacsontot vagy szintetikus kalcium -foszfát anyagokat tartalmaztak.
A forma, nyitott bordával, hogy szoros felületet hozzon létre, kilenc hétig maradt a helyén, mielőtt eltávolította, és áthelyezte a hiba helyére, és kicserélte a távtartót. Az állatmodellekben a régi és lágyszövethez kötött új csont köré nőtt és befedte a helyet.
Miért borda?
"Úgy döntöttünk, hogy bordákat használunk, mert könnyen hozzáférhetőek, és gazdag őssejtek és erek találhatók benne, amelyek beszivárognak az állványba, és új, a betegnek megfelelő csontszövetekké nőnek fel" - mondja Mikos. "Nincs szükség exogén növekedési faktorokra vagy sejtekre, amelyek megnehezítik a hatósági jóváhagyási folyamatot és a klinikai alkalmazásokká történő átültetést."
A bordák további előnyöket kínálnak. „Potenciálisan új csontot növeszthetünk egyszerre több bordán” - mondja Gerry Koons társszerző, a Rice és a Baylor College of Medicine MD/PhD hallgatója, aki jelenleg Mikos laborjában dolgozik.
A PMMA használata az öntőforma és a távtartó számára egyszerű döntés volt, mondja Mikos, mivel évtizedek óta szabályozzák a biológiai alkalmazások orvosi eszközeként. A második világháborúban, amikor vadászgépek PMMA szélvédőt használtak, az orvosok észrevették, hogy a sérült pilótákba ágyazott szilánkok nem okoznak gyulladást, és így jóindulatúnak tekintik. Míg a tanulmány kezdeti célja a harctéri sérülések kezelésének javítása, a nagy kép polgári műtéteket is tartalmaz.
Az eredmények a Proceedings of the National Academy of Sciences.
A szerzőkről
További társszerzők a Rice -től származnak; a Texas Egyetem Egészségtudományi Központja Houstonban; Baylor Orvostudományi Főiskola; Synthasome, Inc., San Diego; és a Radboud Egyetem Orvosi Központja, Hollandia.
A Fegyveres Erők Regeneratív Orvostudományi Intézete finanszírozta a kutatást. A kutatás további támogatását a Nemzeti Egészségügyi Intézetek, az Osteo Science Foundation, a Barrow Scholars Program, valamint a Robert és Janice McNair Alapítvány kapta.
Forrás: Rice University
könyvek_tudomány
