Rawatan kecacatan tulang tradisional seperti implan titanium dan cantuman tulang autologus mempunyai had dalam merawat kecacatan tulang besar, yang menyebabkan tisu tulang di sekeliling terdedah kepada kerosakan. Untuk menangani isu ini, projek BioStruct sedang mengusahakan implan bioresorb untuk pendekatan penyembuhan yang lebih mesra tulang.
gambar
△Aloi zink-magnesium bercetak 3D yang dibangunkan oleh RWTH Aachen University di Jerman, model mandible yang diperbuat daripada PLA digabungkan dengan implan padanan kecacatan yang diperbuat daripada ZnMg
Pada 20 Mac 2023, Antarctic Bear mengetahui bahawa sebagai sebahagian daripada projek BioStruct, RWTH Aachen University di Jerman sedang mengkaji gabungan aloi zink-magnesium baharu untuk struktur kekisi. Mereka percaya bahawa gabungan katil serbuk sinar laser (PBF-LB) adalah satu-satunya proses yang mampu menghasilkan struktur sedemikian.
gambar
△ Struktur kekisi aloi zink-magnesium yang dihasilkan menggunakan teknologi PBF-LB, dengan diameter lajur 200 μm
Gabungan katil serbuk sinar laser, harapan baru untuk implan khusus pesakit?
Gabungan katil serbuk sinar laser membuka pilihan reka bentuk baharu untuk implan yang boleh memenuhi keperluan pesakit tertentu seperti tekanan mekanikal dan tingkah laku kakisan di tapak aplikasi. Menggunakan pendekatan reka bentuk struktur kekisi, geometri dan susunan sel kekisi dicipta secara parametrik mengikut keperluan yang ditetapkan. Struktur kekisi yang terhasil disesuaikan dengan lokasi kecacatan tulang dan sedia untuk pengeluaran menggunakan teknik PBF-LB.
Dalam kajian itu, saintis mencapai penghalusan bijirin dan menyasarkan pelarasan mikrostruktur dengan menambahkan sedikit magnesium kepada zink. Mereka membuat struktur kekisi pertama menggunakan aloi zink-magnesium, yang terbukti berkesan dan boleh dihasilkan semula sebagai implan tulang rahang. Struktur kekisi yang digunakan dalam demonstrator mempunyai diameter tiang 200 μm.
Hasil penyelidikan projek BioStruct akan digunakan untuk penghasilan implan, direka berdasarkan pengetahuan yang diperoleh daripada penghasilan dan biokompatibiliti implan aloi zink-magnesium. Selain itu, proses reka bentuk juga akan dioptimumkan dan diautomatikkan.
Ia boleh dirumuskan bahawa pasukan RWTH Aachen University di Jerman sedang mencipta pangkalan data khusus bahan dan pasca pemprosesan, serta pangkalan data khusus aplikasi, untuk menyepadukan keperluan berkaitan pesakit dan pengeluaran secara automatik ke dalam proses reka bentuk. Matlamat keseluruhan projek ini adalah untuk menghasilkan implan bioabsorbable buatan khas yang memenuhi keperluan pesakit khusus dan membenarkan penggunaan rawatan yang lebih lembut.
gambar
△ Penyelidik Delft menggunakan besi berliang untuk mencetak 3D implan tulang biodegradasi
Kemajuan dalam implan tulang melalui percetakan 3D
Menggunakan percetakan 3D berasaskan penyemperitan, jurutera di Universiti Teknologi Delft telah mencipta implan terbiodegradasi besi berliang dengan potensi besar untuk menggantikan tulang. Implan sementara ini boleh diserap oleh badan, membantu mengurangkan risiko keradangan jangka panjang, dan membenarkan reka bentuk dan fabrikasi struktur berliang yang merawat kecacatan tulang kritikal.
gambar
△Para saintis telah mencari cara menggunakan pencetak 3D dan bahan seperti gel yang mengandungi sel hidup untuk mencetak struktur seperti tulang
Pada masa yang sama, penyelidik di Universiti New South Wales (UNSW) di Australia telah mencipta teknologi baharu yang boleh mencetak struktur seperti tulang 3D yang terdiri daripada sel hidup, dengan potensi aplikasi dalam kejuruteraan tisu tulang, pemodelan penyakit dan pemeriksaan dadah. Teknologi ini menggunakan dakwat berasaskan seramik yang boleh diekstrusi terus ke kawasan yang terjejas untuk memudahkan pembinaan semula rawan dan kecacatan tulang secara in situ. Penemuan itu, yang dibuat dengan kerjasama Profesor Madya Kristopher Kilian dan Dr Iman Roohani dari Sekolah Kimia UNSW, membolehkan pencetakan 'rangka' yang dipenuhi sel pada suhu bilik.
