A Pittsburghi egyetem kutatói egy új 3D-vel nyomtatott eljárást fejlesztettek ki csontörések gyógyítására

Egy kéz vagy lábtörés eléggé hétköznapi sérülésnek tűnhet, ami a legtöbb esetben könnyen gyógyítható és nem hagy tartós nyomokat. A legtöbb zúzódásnál és törésnél azonban a gyógyulási folyamat alatt fém szegeket vagy csavarokat használnak a sérült csontok összeillesztésére, amik gyakran a beteg testében maradnak. Ez néha súlyos mellékhatásokkal, mint pl. fertőzéssel vagy ízületi gyulladással járhat. A Pittsburgh-i egyetem kutatói az utóbbi időben azon dolgoznak, hogy a 3D nyomtatás technológiáját alkalmazva egy olyan eljárást kísérletezzenek ki, ami fém szegek és csavarok nélkül, de hatékonyabban tudja rendbe hozni a zúzódott és törött csontokat. Feltételezhetően megtalálták a megoldást.

Prashant Kumpta mérnök professzor és csapata a Pittsburghi egyetemen kifejlesztett egy magnéziumból és vasból álló ötvözetet, egy gitt állagú anyagot, amit additívan, pontosan a kérdéses töréshez igazodva, specifikus alakúra lehet elkészíteni. A gitt lényegében 3D-ben, állványzat-szerű szerkezetekként nyomtatható ki, a kérdéses töréshez egyedileg megtervezve majd a csonttörésbe vagy zúzódásba beültetve, ilyetén módon elősegítve a gyógyulást. A gitt sajátossága, hogy amíg funkciójánál fogva segít összeforrasztani a törött csontot, a folyamat lezajlásával egyidejűleg anélkül, hogy nyomot hagyna a meggyógyult csonton, felszívódik.

A Pittsburghi egyetem kutatóinak, különösen azoknak, akik az orvosvilág új, innovatív 3D nyomtatású applikációit keresik, fő fókusza a gitt, ami egy szabadalmaztatott vízbázisú folyadék és egy fehér por: kalcium foszfát és más titkos hozzávalók keveréke. Ahogy Mr. Kumpta mondja az additív gyártásról, „Az orvos biológia területén, még sok a tennivaló.” A kutatók remélik, hogy az orvosi előrehaladás érdekében hasznosítani tudják a 3D nyomtatás megfizethetőségét, gyorsaságát, és testreszabhatóságát, így kihasználva a kézenfekvő gyártási előnyöket.

Kumpta lebomló gittjének finanszírozása különböző forrásokból származik: a project $4 millió kapott az Amerikai Védelmi Minisztériumtól, $1.2 milliót a Nemzeti Egészségügyi Intézettől és $500,000 Pennsylvania államtól. A gitt és a 3D nyomtatás körüli kutatásra $3 milliót kapott a Pittsburghi Egyetemtől, $295,000 az America Makes-től, attól a szervezettől, ami elősegíti és támogatja a kormány, az ipar és az egyetemek közötti együttműködést.

A gitt kifejlesztésének legnagyobb kihívását, magyarázza Kumpta, az jelentette, hogy olyan anyagokból kellett létrehozni, amelyek semmilyen módon nem ártalmasak a szervezetre és amik aktívan elősegítik a gyógyulást, illetve a csont sejtjeinek növekedését. Ezen a két követelményen kívül a gittet úgy kellett megalkotni, hogy a lehető legmegfelelőbb időben kezdjen el lebomlani, ne pedig az új csontsejtek megkeményedése előtt.

A kezdeti, nyulakon és patkányokon végzett teszteléseknél, Kumpta azt találta, hogy a nyulak csont sejtjeinek növekedéséhez és a gitt lebomlásához kb. 8 hétre volt szükség.

 A fejlesztés következő lépése az, hogy a gittet jóváhagyassák az Élelem és Gyógyszer Igazgatással. Kumpta bizakodik, hogy ez nem lesz probléma, hiszen az FDA már eleve jóváhagyta a gitt elkészítéséhez szükséges összes alkotóelemet. Addig is a Pittsburghi Egyetem átmenetileg szabadalmaztatta a gittet és egy külsős cégnek engedélyt adott a klinikai elővizsgálatok lefolytatására.

Ezzel egy időben a kutatók azt is elkezdték vizsgálni, hogy a magnézium ötvözetek felhasználhatók-e a 3D állványzatok nyomtatására. Mivel a magnéziumnak a csonthoz hasonló tulajdonságai vannak és fel tud szívódni az emberi testben ideális anyag lenne a törött csontok gyógyításához. Igen izgalmas, hogy a kutatók alapul véve a törött csontokat, megtalálták a módját, hogyan határozzák meg a magnézium ötvözet lebomlásának sebességét.

Bár a magnéziumot az FDA még nem hagyta jóvá így elképzelhető, hogy sokkal nehezebb lesz kereskedelmi forgalomba hozni, Kumpta hisz benne, hogy használata különösen a súlyos zúzódást vagy csonttörést szenvedett betegeknél rendkívül előnyös lehet. A gittel párosított magnézium ötvözet állványzatok azt lehetővé tennék, hogy a súlyos töréseket sokkal hatékonyabban tudják kezelni, anélkül, hogy utólagos műtétekkel eltávolítsák a manapság komoly törések gyógyítására használt lemezeket.

Kumpta ismét reménykedik és bízik benne, hogy kutatását és a fejlesztéseit jóváhagyják, és ennek a törött csontok és zúzódások áldozatai már a közeljövőben élvezni fogják az előnyét. Azt mondja: „A jövő ígéretes, de lehet, hogy ez is bele telik egy kis időbe, mint minden jó dolog.”

(Forrás:3ders.org)