- Семиднeвная Панорама
В Китае создали биостекло для для восстановления костей человека
С помощью 3D-принтера можно создать модель будущего импланта, которая точно повторяет форму поврежденной кости пациента. Фото: naukatv.ru
Команда китайских биоинженеров под руководством Цзяньру Сяо, Тао Чэна и Хуананя Вана создала стекло для восстановления костей человека, подходящее для 3D-печати, и успешно испытала его на животных, пишет Наука.
Как выяснили учёные, у стекла и костной ткани гораздо больше общего, чем принято считать. Оба материала хорошо выдерживают сжатие, но плохо переносят растяжение. Главное отличие заключается в том, что кремний, лежащий в основе стекла, можно расплавить и придать ему любую форму.
Это свойство позволяет изготавливать каркасы, точно повторяющие недостающие фрагменты костей. Однако большинство стекол требует токсичных добавок или экстремально высоких температур — свыше 1100 °C, что делает их непригодными для медицинского применения.
Исследователи нашли альтернативу: они объединили заряженные частицы кремния с ионами кальция и фосфата — веществами, естественно участвующими в формировании костей. Так появился биоактивный гель, пригодный для 3D-печати. После печати заготовку достаточно было нагреть до 700 °C, чтобы она затвердела, сохранив при этом полезные свойства.
Эффективность нового материала проверили на кроликах с повреждениями черепа. Биостекло сравнивали с обычным напечатанным силикагелем и коммерческим костным заменителем. Результаты оказались впечатляющими: промышленный образец обеспечивал быстрый, но кратковременный эффект, а биостекло стимулировало рост костной ткани дольше. Уже через восемь недель на его поверхности появилось заметное количество новой кости.
По словам авторов, их технология открывает простой и доступный способ создания индивидуальных костных имплантов. Сначала специалисты формируют цифровую 3D-модель повреждённого участка, затем по этой модели печатают стеклянный каркас, идеально соответствующий форме дефекта. Метод не требует агрессивных химических веществ и высоких температур, что делает его перспективным направлением для регенеративной медицины.
Результаты работы учёных опубликованы в журнале ACS Nano.
Татьяна Вахнован
Читайте также:
