GLI SCIENZIATI DI AKADEMGORODOK STANNO LAVORANDO ALLA CREAZIONE DI UN MODELLO DI STAMPANTE 3D PER LA STAMPA DI IMPIANTI BIODEGRADABILI
I MEDIA HANNO GIÀ PARLATO DI QUESTO PROGETTO IN PRIMAVERA. IL NUOVO SVILUPPO CONSENTIRÀ DI RIEMPIRE I VUOTI NELLE OSSA UMANE CON UN MATERIALE A BASE DI IDROSSIAPATITE MINERALE, CHE SOSTITUIRÀ TEMPORANEAMENTE IL TESSUTO VIVENTE, DARÀ IMPULSO ALLO SVILUPPO DELLE PROPRIE CELLULE E QUINDI SI DISSOLVERÀ, LASCIANDO DIETRO DI SÉ UNA CAVITÀ GUARITA.
Cosa succede al progetto un anno dopo? Natalya Bulina, ricercatrice senior presso l’Istituto di tecnologia chimica dell’SB RAS, ha parlato dello stato di avanzamento del lavoro.
Nonostante le difficoltà associate al coronavirus, gli scienziati hanno ottenuto risultati impressionanti. Test biologici di apatiti con diverse composizioni sono già stati effettuati in vitro e in vivo. Gli studi sono stati condotti in parallelo: mentre la polvere è stata impiantata nei difetti del cranio di ratto presso il NIOCh SB RAS, in Vector è stato studiato l’effetto delle stesse sostanze sulle cellule del tessuto osseo umano. Nel corso degli esperimenti, gli scienziati hanno determinato la composizione dell’apatite, che è più efficace sia “in vitro” che sugli organismi viventi – stimola la formazione di nuovo tessuto osseo e accelera l’impianto del materiale impiantato. Allo stesso tempo, le cellule native del tessuto osseo umano non muoiono, ma si moltiplicano attivamente.
Si prevede che la stampante 3D sviluppata stamperà utilizzando la tecnologia di fusione laser selettiva, quindi gli scienziati hanno testato l’effetto della radiazione laser sulla composizione risultante dell’apatite. Si è scoperto che quando la polvere si scioglie, la sostanza non si decompone e durante la stampa dell’impianto non perderà le sue proprietà curative.
Il completamento con successo di questa fase del lavoro è stata la pubblicazione dei risultati della ricerca sulla rivista Ceramics International.
L’IA&E SB RAS, un altro esecutore del progetto, insieme all’Istituto di tecnologia chimica dell’SB RAS, ha sviluppato un software e un modulo di controllo per le unità principali della stampante 3D in fase di creazione. Quest’anno, gli scienziati svilupperanno la stampa a strati, l’applicazione sequenziale di strati di idrossiapatite uno sopra l’altro.
In medicina, vengono già utilizzati impianti in titanio stampati in 3D. Sono utilizzati in chirurgia maxillo-facciale, traumatologia, ortopedia e oncologia. Questi prodotti estranei al corpo umano vengono fissati nei difetti ossei con viti e rimangono nel corpo per sempre. In IKhTTM perseguono un obiettivo diverso: il materiale da cui verrà stampato il prodotto alla fine si dissolverà nel corpo umano e si trasformerà nel proprio osso.
“L’idrossiapatite è una fonte di fosforo e calcio, da cui poi si forma il nostro tessuto osseo. E gli additivi introdotti nella struttura dell’idrossiapatite a bassa concentrazione sono necessari per accelerare il processo di trasformazione dell’impianto nel tessuto osseo nativo”, spiega Natalia Bulina.
Tale materiale è adatto per il ripristino di piccoli difetti ossei che non portano un carico forte – principalmente, si tratta di chirurgia maxillo-facciale. Inoltre, possono riempire cavità e crepe nelle ossa dopo gravi malattie e lesioni. Gli articoli stampati saranno individuali: devono essere progettati dai dati tomografici di una determinata persona.
Natalia ritiene che per l’efficace implementazione dell’idrossiapatite sintetizzata, ci debba essere un collegamento intermedio tra il gruppo di sintesi ei medici, che modernizzeranno il materiale ottenuto per uno specifico compito medico, e saranno in grado di lavorare individualmente con ogni caso specifico: ” Oggi abbiamo sviluppato una tecnologia per ottenere, possiamo fornire le cosiddette materie prime, ma è possibile ricavarne prodotti medicali finiti per uno specifico problema medico solo con la partecipazione diretta dei medici. devono essere testati su organismi viventi, e questi sono test a lungo termine, da un mese a un anno. L’incorporazione dell’idrossiapatite che sintetizziamo non è un processo veloce “.
Gli scienziati sperano che il modello sviluppato di una stampante 3D sarà richiesto sul mercato e la ricerca in corso amplierà le possibilità di utilizzare l’idrossiapatite sintetica in medicina.
