Распечатайте мне ребро. Сибирские ученые научились делать человеческие кости на 3D-принтере

Ученые Сибирского федерального университета представили уникальную разработку — с помощью 3D-прототипирования и компьютерной томографии они научились создавать разнообразные костные структуры из полигидроксибутирата — биоразлагаемого материала, синтезируемого микроорганизмами.Как говорят в СФУ, полученные изделия могут быть использованы для высокотехнологичных методов лечения и способны произвести прорыв в медицине, сообщает «Российская газета».

«При печати используется послойное наплавление материала. Это позволяет наносить полимер без изменения химической структуры и использования клеящего состава», – участник научного коллектива Константин Кистерский. Фото: sfu-kras.ru

По словам завкафедрой медицинской биологии СФУ, доктора биологических наук Екатерины Шишацкой, получение синтетических костей станет «золотым стандартом» ортопедии — теперь для лечения патологий в тело пациента не нужно будет вживлять чужеродные материалы.

Технология использования новой методики проста. Пациент, которому, к примеру, необходима замена сустава, проходит компьютерную томографию, после чего новый сустав ему изготавливают с помощью 3D-технологий. В основе материала лежит биоразрушаемый полимер, созданный красноярскими биологами. В 2010 году за исследования по разработке технологий его получения Екатерина Шишацкая была удостоена премии президента РФ. Созданный с участием бактерий материал идеально подходит для синтеза костей — легко принимается и усваивается организмом, совместим с живыми тканями и не вызывает отторжения.

— Прототипирование позволяет получать изделия практически любой формы и размера. Учитывая, что современная аппаратура может делать снимки с точностью до 0,625 миллиметра, а программные комплексы — вычленять виды тканей, отдельные объекты и сохранять полученные данные в виде моделей, то метод идеально подходит для изготовления штучных, индивидуальных конструкций. Необходима лишь технология переработки биополимерного материала для печати, — пояснила Екатерина Шишацкая.

При печати используется послойное наплавление материала. Это позволяет наносить полимер без изменения химической структуры и использования клеящего состава. Пруток с бобины по тефлоновой трубке проходит в сопло мини-экструдера и печатает слой заданной толщины, двигаясь по оси Х и оси У. При этом платформа, давая новый слой для печати, сдвигается по оси Z.

Кстати, как говорят ученые, модель для печати можно получить и не задействуя компьютерную томографию, а ориентируясь на среднестатистические данные о размерах той или иной кости в конкретной возрастной и ростовой группе. Красноярские ученые уже получили патент на свое изобретение. Правда, сказать, когда синтетические наборы «запасных» костей попадут в массовое производство, пока нельзя. Изобретателям еще предстоит провести комплексную оценку экспериментальных имплантатов на соответствие российским и международным стандартам изделий медицинского назначения.