درمانهای سنتی نقص استخوان مانند ایمپلنتهای تیتانیوم و پیوندهای استخوان اتولوگ محدودیتهایی در درمان نقایص استخوانی بزرگ دارند که بافت استخوان اطراف را در معرض آسیب قرار میدهد. برای رسیدگی به این مسائل، پروژه BioStruct در حال کار بر روی یک ایمپلنت قابل جذب زیستی برای رویکردی بهتر برای استخوان برای درمان است.
تصویر
△آلیاژ روی و منیزیم چاپ شده سه بعدی که توسط دانشگاه RWTH آخن در آلمان ساخته شده است، مدل فک پایین ساخته شده از PLA با ایمپلنت منطبق با نقص ساخته شده از ZnMg ترکیب شده است.
در 20 مارس 2023، Antarctic Bear متوجه شد که به عنوان بخشی از پروژه BioStruct، دانشگاه RWTH آخن در آلمان در حال مطالعه یک ترکیب جدید آلیاژ روی و منیزیم برای ساختار شبکه است. آنها معتقدند که همجوشی بستر پودر پرتو لیزر (PBF-LB) تنها فرآیندی است که قادر به تولید چنین ساختارهایی است.
تصویر
△ ساختار شبکه آلیاژی روی منیزیم ساخته شده با استفاده از فناوری PBF-LB، با قطر ستون 200 میکرومتر
همجوشی بستر پرتو لیزر، امید جدیدی برای ایمپلنت های خاص بیمار؟
همجوشی بستر پودر پرتو لیزر گزینههای طراحی جدیدی را برای ایمپلنتها باز میکند که میتواند نیازهای خاص بیمار مانند استرس مکانیکی و رفتار خوردگی در محل کاربرد را برآورده کند. با استفاده از رویکرد طراحی ساختار شبکه، هندسه و آرایش سلول های شبکه به صورت پارامتریک با توجه به نیازهای مشخص شده ایجاد می شود. ساختار شبکه ای به دست آمده متناسب با محل نقص استخوان است و با استفاده از تکنیک PBF-LB آماده تولید است.
در این مطالعه، دانشمندان با افزودن مقدار کمی منیزیم به روی، به پالایش دانه و تنظیم هدفمند ریزساختاری دست یافتند. آنها اولین ساختار شبکه ای را با استفاده از آلیاژ روی-منیزیم ساختند که به عنوان ایمپلنت استخوان فک موثر و قابل تکرار بود. ساختار شبکه به کار رفته در نمایشگر دارای قطر ستون 200 میکرومتر است.
نتایج تحقیقات پروژه BioStruct برای تولید ایمپلنتهایی که بر اساس دانش بهدستآمده از تولید و زیست سازگاری ایمپلنتهای آلیاژ روی-منیزیم طراحی شدهاند، اعمال خواهد شد. علاوه بر این، فرآیند طراحی نیز بهینه و خودکار خواهد شد.
می توان خلاصه کرد که تیم دانشگاه RWTH آخن در آلمان در حال ایجاد یک پایگاه داده خاص مواد و پس از پردازش و همچنین یک پایگاه داده خاص برنامه است تا به طور خودکار نیازهای بیمار و مرتبط با تولید را در فرآیند طراحی ادغام کند. هدف کلی این پروژه تولید ایمپلنتهای قابل جذب زیستی سفارشی است که نیازهای خاص بیمار را برآورده میکند و امکان استفاده از درمانهای ملایمتر را فراهم میکند.
تصویر
△ محققان دلفت از آهن متخلخل برای چاپ سه بعدی ایمپلنت های استخوانی زیست تخریب پذیر استفاده می کنند
پیشرفت در کاشت استخوان از طریق پرینت سه بعدی
مهندسان دانشگاه صنعتی دلفت با استفاده از پرینت سه بعدی مبتنی بر اکستروژن، ایمپلنت های زیست تخریب پذیر آهن متخلخل با پتانسیل زیادی برای جایگزینی استخوان ایجاد کرده اند. این ایمپلنتهای موقت میتوانند توسط بدن جذب شوند، به کاهش خطر التهاب طولانیمدت کمک کنند و اجازه طراحی و ساخت ساختارهای متخلخلی را بدهند که نقایص مهم استخوان را درمان میکنند.
تصویر
△دانشمندان چگونگی استفاده از پرینترهای سه بعدی و مواد ژل مانند حاوی سلولهای زنده را برای چاپ ساختارهای استخوانی کار کردهاند.
همزمان، محققان دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) در استرالیا فناوری جدیدی ایجاد کردهاند که میتواند ساختارهای استخوان مانند متشکل از سلولهای زنده را با کاربردهای بالقوه در مهندسی بافت استخوان، مدلسازی بیماری و غربالگری دارو به صورت سه بعدی چاپ کند. این فناوری از جوهرهای مبتنی بر سرامیک استفاده میکند که میتوانند مستقیماً در مناطق آسیبدیده اکسترود شوند تا بازسازی در محل نقصهای غضروف و استخوان را تسهیل کنند. این کشف که با همکاری پروفسور کریستوفر کیلیان و دکتر ایمان روحانی از دانشکده شیمی UNSW انجام شد، امکان چاپ "اسکلت"های پر از سلول را در دمای اتاق فراهم می کند.
