לטיפולי פגמי עצם מסורתיים כגון שתלי טיטניום והשתלות עצם עצמיות יש מגבלות בטיפול בפגמי עצם גדולים, המותירים את רקמת העצם שמסביב חשופה לנזק. כדי לטפל בבעיות אלו, פרויקט BioStruct עובד על שתל שניתן לספוג ביולוגי לגישה ידידותית יותר לעצם לריפוי.
תְמוּנָה
△סגסוגת האבץ-מגנזיום המודפסת בתלת מימד שפותחה על ידי אוניברסיטת RWTH Aachen בגרמניה, דגם הלסת התחתונה העשוי מ-PLA משולב עם השתל תואם הפגמים עשוי ZnMg
ב-20 במרץ 2023, נודע ל-Antarctic Bear שכחלק מפרויקט BioStruct, אוניברסיטת RWTH Aachen בגרמניה בוחנת שילוב חדש של סגסוגת אבץ-מגנזיום למבנה הסריג. הם מאמינים כי היתוך אבקת קרן לייזר (PBF-LB) הוא התהליך היחיד המסוגל לייצר מבנים כאלה.
תְמוּנָה
△ מבנה סריג מסגסוגת אבץ-מגנזיום המיוצר בטכנולוגיית PBF-LB, בקוטר עמוד של 200 מיקרומטר
היתוך מיטת אבקת קרן לייזר, תקווה חדשה עבור שתלים ספציפיים למטופל?
היתוך מיטת אבקת קרני לייזר פותח אפשרויות עיצוב חדשות עבור שתלים שיכולים לענות על צרכי מטופל ספציפיים כגון מתח מכני והתנהגות קורוזיה באתר היישום. באמצעות גישת עיצוב מבנה סריג, הגיאומטריה והסידור של תאי הסריג נוצרים באופן פרמטרי בהתאם לדרישות שצוינו. מבנה הסריג המתקבל מותאם למיקום הפגם בעצם ומוכן לייצור בטכניקת PBF-LB.
במחקר, המדענים השיגו עידון דגנים והתאמת מיקרו-מבנה ממוקדת על ידי הוספת כמות קטנה של מגנזיום לאבץ. הם ייצרו את מבנה הסריג הראשון באמצעות סגסוגת אבץ-מגנזיום, שהוכחה כיעילה וניתנת לשחזור כשתל של עצם הלסת. למבנה הסריג המשמש במדגימה קוטר עמוד של 200 מיקרומטר.
תוצאות המחקר של פרויקט BioStruct יושמו לייצור שתלים, שתוכננו על בסיס הידע שנצבר מייצור ותאימות ביולוגית של שתלי סגסוגת אבץ-מגנזיום. בנוסף, גם תהליך העיצוב יעבור אופטימיזציה ואוטומטית.
ניתן לסכם שצוות אוניברסיטת RWTH Aachen בגרמניה יוצר מסד נתונים ספציפי לחומר ולאחר עיבוד, כמו גם מסד נתונים ספציפי ליישום, כדי לשלב אוטומטית צרכים הקשורים למטופל וייצור בתהליך התכנון. מטרת העל של הפרויקט היא לייצר שתלים בהתאמה אישית, נספגים ביולוגית, העונים על דרישות ספציפיות של המטופל ומאפשרים שימוש בטיפולים עדינים יותר.
תְמוּנָה
△ חוקרי דלפט משתמשים בברזל נקבובי להדפסת תלת-ממד של שתלי עצם מתכלים
התקדמות בתחום השתלות העצם באמצעות הדפסת תלת מימד
באמצעות הדפסת תלת מימד מבוססת אקסטרוזיה, מהנדסים באוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה יצרו שתלים מתכלים מברזל נקבוביים עם פוטנציאל רב להחליף עצם. שתלים זמניים אלו יכולים להיספג בגוף, עוזרים להפחית את הסיכון לדלקת ארוכת טווח, ומאפשרים עיצוב וייצור של מבנים נקבוביים המטפלים בפגמים קריטיים בעצמות.
תְמוּנָה
△מדענים גילו כיצד להשתמש במדפסות תלת מימד וחומרים דמויי ג'ל המכילים תאים חיים כדי להדפיס מבנים דמויי עצם
במקביל, חוקרים מאוניברסיטת ניו סאות' ויילס (UNSW) באוסטרליה יצרו טכנולוגיה חדשה שיכולה להדפיס בתלת-ממד מבנים דמויי עצם המורכבים מתאי חיים, עם יישומים פוטנציאליים בהנדסת רקמות עצם, מודלים של מחלות והקרנת תרופות. הטכנולוגיה משתמשת בדיו מבוססי קרמיקה שניתן להוציא ישירות לאזורים הפגועים כדי להקל על שחזור באתרו של פגמי סחוס ועצם. התגלית, שנעשתה בשיתוף פרופסור-משנה קריסטופר קיליאן וד"ר אימאן רוהאני מבית הספר לכימיה של UNSW, מאפשרת הדפסה של 'שלדים' מלאי תאים בטמפרטורת החדר.
