Sucesso onde os métodos convencionais costumam falhar

Segundo o site da 3D Printing Industry, bioglass é um material feito de cálcio e sal de fosfato e é usado na13 medicina e odontologia para unir defeitos encontrados nos ossos e esmalte dos dentes.Embora a ligação bioglass seja altamente eficaz, a sua fusão em defeitos ósseos maiores pode melhorar. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Shanghai Jiaotong e da Universidade de Xangai para Ciência e Tecnologia na China propuseram uma possível solução, combinando vidro bioativo mesoporoso (MBG) com C3S, um dos principais materiais encontrados no cimento Portland comum e impressão 3D um resultado. Os seus resultados foram recentemente publicados sob o título de impressão tridimensional de tricálcio silicato / mesoporosos bioativos andaimes de cimento de vidro para regeneração óssea no Journal of Materials Chemistry B da Royal Society of Chemistry.


A imagem acima de pesquisadores de Xangai mostra como andaimes formados dentro de cavidades de um crânio modelo de rato. Imagem via: Journal of Materials Chemistry B

A imagem acima mostra como andaimes formados dentro de cavidades de um crânio de rato modelo. Imagem via: Journal of Materials Chemistry B


Sucesso onde os métodos convencionais falham

Para tornar um material eficaz para o reparo ósseo, ele deve ser forte, bioativo, degradável e tem uma arquitetura porosa complexa. Enquanto os métodos tradicionais de fazer MBG correspondem a estes requisitos, é difícil combinar as especificações desejadas de osso natural para todos os quatro, por exemplo, espuma convencional templating produz uma alta porosidade de 90%, mas tem baixa resistência mecânica. Usando a impressão 3D para criar uma estrutura significa que os pesquisadores foram capazes de projetar uma estrutura complexa porosa com a ajuda de modelagem de computador, e adicionando o componente C3S de cimento para a mistura significa que o resultado final é forte e tem uma taxa elevada de possíveis Apego ao osso.

O processo

Embora biocompatível e degradável, C3S luta como um material para os ossos andaimes, uma vez que não corresponde à taxa de crescimento dos ossos.Como era de se esperar, a impressão 3D com cimento (C3S) também é difícil porque se ajusta rapidamente, de modo que um processo de cura foi desenvolvido. As pesquisas adicionaram um aglutinante para evitar a colocação do C3S, MBG e composto de água, eles 3D impresso usando um Bioplotter 3D da EnvisionTEC, em seguida, curado-lo em um banho de água de 100% de umidade para solidificá-lo.


Gif acima mostra os componentes de impressão Bioplotter 3D para uma mão protética em um vídeo da EnvisionTEC no YouTube.

Qual foi o resultado?

Na comparação de andaimes C3S puros com aqueles feitos de um composto C35 / MBG, a pesquisa descobriu que o material composto C3S / MBG era melhor no crescimento de ossos do que apenas CS3 sozinho. A adição de células estaminais de medula óssea humana aos andaimes estimulou o número ea variedade de células formadas, juntamente com uma capacidade de fixação óssea, como pode ser visto nas imagens abaixo.


As imagens tiradas através de um microscópio mostram a ligação de células de medula óssea humanas em 4 amostras diferentes de C3S / MBG. Imagem via:

As imagens tiradas através de um microscópio mostram a ligação de células de medula óssea humanas em 4 amostras diferentes de C3S puro (A) e C3S / MBG (B, C & D). Imagem via: Journal of Materials Chemistry B


Testes realizados fora das condições naturais, e em um modelo de um crânio de rato defeituoso provar promissor, embora C3S / MBG ainda não foi testado em condições de vida.

A pesquisa por este grupo em Xangai é promissor, e não muito diferente do projeto recente da Universidade Northwestern que conseguiu t o estruturas ósseas hiperelástico de impressão 3D . Estamos intrigados para ver até que ponto a equipe consegue ir com cimento inventivo e bioglass composto.

A imagem em destaque mostra um raio-x de uma fratura de braço Imagem via: Advanced Orthosports.

Fonte: 3D Printing Industry

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