Как новый

Биопечать для замены изношенных связок

Как и большинство из нас, вы, вероятно, время от времени распечатываете рецепты или посадочные талоны, но задумывались ли вы когда-нибудь о распечатке замен для изношенных или поврежденных связок в вашем теле?

Используя ручной 3D-биопринтер, собранный из готовых компонентов менее чем за $ 10,000 XNUMX, ученый из Университета Нью-Мексико Кристина Салас, доктор философии, усердно работает над разработкой метода создания индивидуальных связок, которые не уступают по качеству. новый.

Связки - это жесткие эластичные волокна, которые соединяют кости друг с другом и стабилизируют суставы. Но они могут изнашиваться и рваться - и их, как известно, трудно исправить.

«Прямо сейчас мы как бы находимся на стадии расследования», - говорит Салас, доцент кафедры ортопедии и реабилитации UNM и инженерной школы. Недавно она получила двухлетний грант в размере 150,000 XNUMX долларов от Национального института здоровья, который позволит ей уделять больше времени своим исследованиям.

По словам Ричарда С. Ларсона, доктора медицинских наук, исполнительного вице-канцлера Центра медицинских наук UNM, эта награда была дополнена премией UNM в области клинических и трансляционных наук.

«Доктор Салас обладает опытом из разных областей, чтобы справиться с постоянной проблемой в ортопедии», - говорит Ларсон. «Ее работа имеет реальный потенциал для улучшения качества жизни многих пациентов, страдающих травмами связок».

Разрывы связок обычно возникают при спортивных травмах, а также в результате несчастных случаев или износа, который наступает с возрастом. Связки могут заживать - медленно, но во многих случаях требуется хирургическое вмешательство.

По словам Саласа, когда хирурги «восстанавливают» разорванную связку, на самом деле они извлекают часть сухожилия из других частей тела. Они просверливают отверстия в прилегающих костях, затем продевают сквозь них концы сухожилий и закрепляют их.

Пересаженное сухожилие должно заменить разорванную связку. Но сухожилия механически не эквивалентны связкам: они растягиваются, и это может вызвать слишком большую нестабильность в суставе, говорит она.

По словам Саласа, другие безуспешно пытались создать искусственные связки. Основным препятствием было выяснить, как надежно прикрепить связки к кости.

Салас думает, что у нее есть решение. «Мы были сосредоточены на разработке каркаса для регенерации суставов», - сказала она.

У нее есть несколько заявленных патентов на методику, в которой трехмерный биопринтер чередуется с устройством, называемым электроспиннером ближнего поля, которое может создавать длинные ультратонкие волокна, имитирующие коллагеновые волокна в связках.

Два устройства на одной платформе по очереди создают «каркас» из биоразлагаемых материалов, который является идеальной копией соседних костей и соединяющей их связки. Когда волокна зажаты между чередующимися слоями кости, нанесенными на трехмерный принтер, создается плотное соединение для стабильного сустава.

Затем каркас «засевается» стволовыми клетками, которые будут реплицироваться и развиваться в уникальную переплетенную связочно-костную структуру исходного сустава. Тогда для хирурга будет несложно пересадить новый сустав на концы существующих костей.

Салас надеется, что новый грант NIH позволит разработать функциональный прототип, пригодный для коммерциализации. Если все пойдет по плану, может наступить время, когда пациент с травмой сустава придет на трехмерное сканирование, которое будет быстро преобразовано в заказную заменяемую деталь для печати на заказ - и это будет хорошей новостью. для всех.