EnvisionTEC 3D-Bioplotter ile Yazılmış Karbon-Nanotube-ile-Doldurulmuş Kemik Malzemeli Biobaskı İmplantlar İçin Büyük Ümit Vaat Ediyor
Bir kemiği nasıl 3D yazabilirsiniz? Birkaç yıl önce, araştırmacı olmayan herhangi biri (ve hatta birçok araştırmacı) bu soruyu soruyordu, insanlar bunlara garip bir şekilde bakmış olmalı. Bugün biliyoruz ki, biyolojik parçalara ayrılabilen polimer gibi yeniden emilebilir ve seramik gibi organik olmayan bio-aktif evre malzemesi karışımı ile olabilir.
Complutense de Madrid Üniversitesi (İspanya) Eczacılık Fakültesi profesörlerinden Prof. Maria Vallet-Regi tarafından yürütülen bir araştırma yakınlarda kemik dokusunda 3D elektriksel bir ağ oluşturmak için karbon nanotube eklenirse, kemik hücresi yeniden gelişmesini gerçekten tetikleyebileceğini gösterdi. Bunu kanıtlamak için, EnvisionTEC 3D-Bioplotter® kullandılar ve sonuçları Aveiro Üniversitesi (Portekiz) ile iş birliği yaparak Biomedikal Malzeme Araştırmaları Dergisinde yayınladılar.
Malzeme olarak kullandıkları polimer 3D yazdırılması kolay ve polikabrolakton veya PCL gibi implantların kullanımı için FDA tarafından onaylıdır. Seramik aşaması malzemesi yaygın oluşan kalsiyum bazlı mineral hidroaksipatittir.
“Bugünlerde kalsiyum fosfatlar, camlar, polimerler kemik yenileyicileri ve bio uyumlu fonksiyonel malzeme olarak doku mühendisliğinde kullanılmaktadırlar, çünkü doğal kemik dokularına çok benzerler.’ demiştir projeden sorumlu Baş Araştırmacı Mercedes Vila. ‘Bu tip malzemeler implant parçalarını elde etmede ve istenilen şekil ve boyuta iskele oluşturmada farklı şekil verme metodlarıyla tasarlanmışlardır.’
‘Karbon nanotubes (veya CNTler) ‘ hasarlı kemik bölgesine implante edildiğinde inşa etme sürecinde bu sitümülasyonun uygulamasına izin veren 3 boyutlu elektirikle yürütülen ağ’ yaratmak için bio yazdırılabilir malzeme karışımlarına eklenmiştir. Bunun nedenini de, Mercedes bana şöyle açıklamıştır, modern tekniklerin dirençli malzemeleri akıllı sistemlerle birleştirme eğilimi, kemik tümleşimi (kemik gelişimi) sürecini hızlandırmak için dıştan gelen uyarıcıya cevap verebilmektedir. Ne olduklarını bilmemeniz durumunda, CNT’s temel olarak bir atom kallın grafen sayfalarının, sadece birkaç nonometre çaplarda uzun flaman oluşturmak için birbirleri üzerine sarılmasıdır.
‘Bu açıdan, elektrikli uyarıcılar mekanik doldurulmuş kemiklerdeki elektrik potansiyellerinin varlığının bulunmasından itibaren keşfedilmektedirler’ diye eklemiştir Mercedes. ‘Adezyon ve ayrışma gibi kimi hücre davranışları elektrikli uyarıcı uygulamasından etkilenebilir. Bu nedenle, doğrudan bir elektrikli uyarıcının yanı sıra malzemenin yüzeyindeki kalıcı değişme oluşumu, pozitif veya negatif, hücrelerin çevresindeki yüklü iyonların etkileşimini artırabilir. Bu da hücredeki metabolik aktivitedeki bir sonraki etki ile protein emilimini düzenleyebilir. Bu yüzden, hücre adezyon ve ayrışmasını kolaylaştırmak için yapılan bio materyal implantasyondan sonra elektrikli uyarıcı kullanımı, sonuç olarak, kemik iyileşmesine yardımcı olması durumu kemik tümleşmesi sürecini hızlandırmak için akıllı bir yaklaşım gibi görünmektedir.
Bu da basit olarak iletken CNT’s leri bio yazdırılmış polimer ve mineral prostetik kemik implantına ekleyerek, gerçek kemik hücrelerinin yeniden gelişmesini tetikleyebilirsiniz anlamına gelmektedir. Bu tabiki şimdilerde sadece yapay ortamda ve hücresel seviyede olmaktadır fakat yol çok açık. Belki de bu CNT’s lerin bio yazdırılmasındaki en merak edilen yön hiçbir ek zorluk yaratmamıştır çünkü çok incedirler ve herhangi bir havalı şırınga ile kolayca çıkarılabilirler. Komplikasyonların birçoğu CPL ve hidropaksit karışımındaki doğru akışmazlığı bulmakla alakalıdır.
“Oda sıcaklığında 3D iskelesinin baskısını almak için direnci korurken şırınga ile çıkarmak için doğru akışmazlığı bulmak karmaşıktı’ diye kabul etmiştir Mercedes. ‘Aynı zamanda, PCL’yi seyreltmek için dikloremetan solüsyonunda sulu harç hazırlanırken, çözelticiyi buharlaştırırken doğru akışmazlığı başarmak gerçekten çok zordu. Dahası PCL ve hidroksipatit CNT’s nin eklenmesiyle beraber karıştırıldığında uygun bir dispersiyona ulaşmak biraz karışık bir zaman almıştır.’
Mercedes ve takımı bio baskının sunduğu olasılıklar için çok hevesliler. Bio seramik bazlı kemik aşılama malzemeleri ve iyenilenebilir dirimsel tıp iskeleleri üzerine çalışıyorlar ve bunlar da polimer bazlı destekler etkili bir şekilde çözülürlerken kemik gelişme hızını arttıracaklardır. Bu araştırmalar ayrıca bio teknik ve anti tümör türlerin, nano parçalar ve biyo teknik uygulamar için bio iletken matrislerin kontrollü çıkışı için bio seramik sistem çalışmalarını ve üretimlerini de içermektedir. Dahası, biyolojik olarak inaktif türlerin, slis porus malzemelerindeki hücre enkapsülasyon, gen terapisi ve transfeksiyonu için mezofor madderler ve organik / inorganik karma malzemelerde salınım sistemleri olarak silis bazlı düzenlenmiş mezofor maddelerin uygulamasında da öncüdürler.
EnvisionTEC’in 3D-Bioplotter’ ını kullanarak, araştırmalarını farklı bir boyuta çıkarabilmişlerdir ve çok karmaşık çok yönlü 3D yapıları öncesinde bilgisayarda programlanan belirli tasarımları takip etmiştir. ‘Bu da her bir olaya dayalı yüksek değişkenlikteli kemik hasarlarını doldururken kemik yedeklemesi üretmede inanılmaz bir fayda sağlamaktadır’ diye açıklamıştır Mersedes. ‘Bu tekniklerin doku yenilemenin geleceği olduğuna inanıyorum, çünkü hastanın yarasının hesaplanmış tomografi ve magnetik rezonansının anatomik bilgisini alarak işlemeye izin vermektedir. Örneğin, kişisel ve eşsiz bir implant yapılabilir. Ayrıca bu ürünleri geleceğin çözümleri olarak geliştirme ve test etme trendi çoktan var ve bence yakın gelecekte bunları piyasada fazlasıyla göreceğiz’.
Kalıp mı yaptırmak istiyorsunuz TIKLAYINIZ 