Каждый, кто хоть раз в жизни ломал кости, знает, насколько мучительным и долгим может быть процесс выздоровления, особенно если какие-то фрагменты пришлось заменять протезами или штифтами. Новейшие технологии печати искусственных костей позволяют не только создавать индивидуальные протезы под каждого пациента, но и в течение пары лет полностью восстанавливать живую ткань скелета.
Датский стартап Particle3D готов начать тестирование своей технологии печати пористых протезов из ортофосфата кальция (или, как его еще называют, трикальцийфосфата, TCP) на людях в ближайшее время. Эти импланты довольно быстро начинают замещаться клетками организма и через некоторое время превращаются в самые настоящие кости. Тесты на мышах и свиньях показали, что уже через восемь недель после операции в протез прорастают кровеносные сосуды. А первые испытания аналогичной технологии на людях в США позволяют говорить о возможности полного замещения искусственной костной ткани клетками организма менее чем за год.
Материалы на основе TCP в медицине не новинка — их используют для изготовления костных имплантов уже давно, однако до сих пор протезистам приходилось буквально лепить кость вручную. Такой подход позволяет с достаточно высокой эффективностью восстанавливать повреждения скелета, но время выздоровления все равно остается очень большим, а качество замещения протеза живыми тканями оставляет желать лучшего. Главная идея разработки Particle3D заключается в печати пористых структур, аналогичных настоящим костям. В теле пациента они играют роль строительных лесов, которые организм использует для восстановления собственных тканей.
Как пишет SingularityHub, у технологии пока обнаружился всего один недостаток — меньшая прочность таких имплантов по сравнению с костью. Это оборачивается невозможностью до полного выздоровления прикладывать нагрузки на пораженную конечность. Тем не менее, в остальном идея и ее реализация обещает революцию в протезировании. Для создания такого импланта требуется провести сканирование места травмы, загрузить полученные данные в систему автоматизированного проектирования, подкорректировать получившуюся модель и отправить на печать.
Верные спутники протезов костей и суставов — боли, воспаление тканей а также риск не только повторных операций, но и новых переломов.
Если при установке металлических или биоразлагаемых протезов почти всегда есть необходимость последующих операций даже при благоприятном выздоровлении, то с пористыми искусственными костями резать пациента придется лишь раз. Также, в напечатанную конструкцию можно ввести нужные лекарства и они будут плавно высвобождаться в течение месяцев после установки импланта. Обычные протезы, как правило, покрывают антибиотиками, но они работают лишь считанные дни или недели.
Печать костных имплантов открывает огромные новые возможности для реконструктивной хирургии, а также при лечении различных патологий скелета и сложных переломов. Что не менее интересно, подобные технологии, по сути, остаются едва ли не единственным вариантом в случае проведения операций на сломанных костях во время внеземных экспедиций. Европейское космическое агентство уже заявляло, что в ближайшем будущем проверит один из методов трехмерной печати живых тканей на МКС.
