Titanyum implantlar ve otolog kemik greftleri gibi geleneksel kemik defekti tedavileri, çevredeki kemik dokusunu hasara karşı savunmasız bırakan büyük kemik defektlerinin tedavisinde sınırlamalara sahiptir. Bu sorunları çözmek için BioStruct projesi, iyileşmeye daha kemik dostu bir yaklaşım için biyolojik olarak emilebilir bir implant üzerinde çalışıyor.
resim
△Almanya'daki RWTH Aachen Üniversitesi tarafından geliştirilen 3D baskılı çinko-magnezyum alaşımı, PLA'dan yapılan mandibula modeli, ZnMg'den yapılan defekt uyumlu implant ile birleştirildi
20 Mart 2023'te Antarktika Ayı, BioStruct projesinin bir parçası olarak Almanya'daki RWTH Aachen Üniversitesi'nin kafes yapısı için yeni bir çinko-magnezyum alaşımı kombinasyonu üzerinde çalıştığını öğrendi. Lazer ışını toz yatağı füzyonunun (PBF-LB) bu tür yapıları üretebilen tek süreç olduğuna inanıyorlar.
resim
△ 200 μm kolon çapına sahip, PBF-LB teknolojisi kullanılarak üretilmiş çinko-magnezyum alaşımlı kafes yapı
Lazer ışını toz yatağı füzyonu, hastaya özel implantlar için yeni bir umut mu?
Lazer ışını toz yatağı füzyonu, uygulama yerindeki mekanik stres ve korozyon davranışı gibi özel hasta ihtiyaçlarını karşılayabilen implantlar için yeni tasarım seçenekleri sunar. Bir kafes yapı tasarım yaklaşımı kullanılarak, kafes hücrelerinin geometrisi ve düzeni, belirtilen gereksinimlere göre parametrik olarak oluşturulur. Ortaya çıkan kafes yapısı, kemik kusurunun konumuna göre uyarlanır ve PBF-LB tekniği kullanılarak üretime hazırdır.
Çalışmada, bilim adamları çinkoya az miktarda magnezyum ekleyerek tane inceltme ve hedeflenen mikroyapısal ayarlamayı başardılar. Bir çene kemiği implantı olarak etkili ve tekrarlanabilir olduğu kanıtlanmış bir çinko-magnezyum alaşımı kullanarak ilk kafes yapısını ürettiler. Göstericide kullanılan kafes yapısının sütun çapı 200 μm'dir.
BioStruct projesinin araştırma sonuçları, çinko-magnezyum alaşımlı implantların üretimi ve biyouyumluluğundan elde edilen bilgilere dayanarak tasarlanan implantların üretimine uygulanacaktır. Ayrıca, tasarım süreci de optimize edilecek ve otomatikleştirilecektir.
Almanya'daki RWTH Aachen Üniversitesi ekibinin, hasta ve üretimle ilgili ihtiyaçları tasarım sürecine otomatik olarak entegre etmek için malzemeye ve işleme sonrası özel bir veri tabanının yanı sıra uygulamaya özel bir veri tabanı oluşturduğu özetlenebilir. Projenin genel amacı, özel hasta gereksinimlerini karşılayan ve daha nazik tedavilerin kullanılmasına izin veren özel yapım, biyolojik olarak emilebilir implantlar üretmektir.
resim
△ Delft araştırmacıları, biyolojik olarak parçalanabilen kemik implantlarını 3D yazdırmak için gözenekli demir kullanıyor
3D baskı ile kemik implantlarındaki gelişmeler
Delft Teknoloji Üniversitesi'ndeki mühendisler, ekstrüzyon tabanlı 3D baskı kullanarak, kemiğin yerini alma potansiyeli yüksek gözenekli, demirden biyolojik olarak parçalanabilen implantlar yarattılar. Bu geçici implantlar vücut tarafından emilebilir, uzun süreli iltihaplanma riskini azaltmaya yardımcı olur ve kritik kemik kusurlarını tedavi eden gözenekli yapıların tasarlanmasına ve üretilmesine olanak tanır.
resim
△Bilim adamları, kemik benzeri yapıları yazdırmak için 3D yazıcıları ve canlı hücreler içeren jel benzeri malzemeleri nasıl kullanacaklarını çözdüler.
Aynı zamanda, Avustralya'daki New South Wales Üniversitesi'ndeki (UNSW) araştırmacılar, kemik dokusu mühendisliği, hastalık modelleme ve ilaç taramasında potansiyel uygulamalarla, canlı hücrelerden oluşan kemik benzeri yapıları 3 boyutlu olarak basabilen yeni bir teknoloji yarattılar. Teknoloji, kıkırdak ve kemik kusurlarının yerinde rekonstrüksiyonunu kolaylaştırmak için doğrudan etkilenen bölgelere ekstrüde edilebilen seramik bazlı mürekkepler kullanır. UNSW Kimya Okulu'ndan Doçent Kristopher Kilian ve Dr Iman Roohani ile işbirliği içinde yapılan keşif, hücre dolu 'iskeletlerin' oda sıcaklığında basılmasını sağlıyor.
