Denne 3D-trykte 'Hyperelastic Bone' kommer til at transformere medicin

Brækkede knogler er banen i lægevirksomheden, på trods af lægernes bedste indsats for at pumpe frakturer fyldt med dyre, vækstfremkaldende kemikalier og yde støtte. Men når det kommer til knuste skeletter, er der i sidste ende ikke meget at gøre, men vente. En bizar ny stofforsker, der hedder "hyperelastisk knogle", er imidlertid indstillet til at appease den utålmodige.

Forestil dig en brudt arm, som Harry Potters berømte Quidditch-slagtede lemmer i Hemmelighedernes Kammer. Inde er en af ​​de lange knogler splintret i to. Uden magisk Skele-Gro at vende sig til forskere ved Northwestern University, udgiver deres studie i Science Translational Medicine i dag regnet ud, hvordan man laver kløften mellem knoglehuller ved hjælp af et stof, de kalder hyperelastisk knogle - eller HB for kort. Det skårne materiale bliver 3D-trykt i den rigtige form, så bliver den komprimeret og klemt ind i rummet, hvor den vil udvide sig for at udfylde kroge og kroge i den knækkede knogle. Tænk på en scrunched-up marshmallow klemt ind i en revne.

"Eftersom den er elastisk, kan den presses ind i en mangel i udvidelsen for mekanisk at rette sig ind i rummet uden lim eller suturer," Ramille N. Shah, Ph.D., papirets medforfatter og en assisterende professor ved Northwestern's Department of Materials Videnskab og Teknologi sagde i en telekonference tirsdag. Shah og hans kolleger formåede at skabe dette stof ud af de samme ting, ben er lavet af: et mineral kaldet hydroxyapatit blandet sammen med bindemidler, der giver det ellers skøre stof bøjbare egenskaber og hidtil uset styrke. I et forsøg trykte de 3D-sektionen af ​​en lårben, og den modstod en vægt på 150 pund, før den begyndte at give plads.

Det er i sig selv en imponerende feat, men det ekspanderbare stof gør mere end struktur. Hyperelastisk knogle, der stort set består af materialer, der forekommer naturligt i kroppen (som alle er FDA-godkendte), giver fysiologisk struktur - En ramme for kroppens celler at vokse. Fordi det er både biologisk nedbrydeligt og vigtigere, biokompatibel, det integrerer sig i kroppen, hvilket gør det lettere for blodkar at passere igennem og cellerne skal vokse. Shah og hans kollegaer testede denne egenskab af HB ved at se det med stamceller - celler, der har potentiale til at specialisere sig i enhver form for væv. Hvad de fandt var bemærkelsesværdigt: Stamcellerne plantet på HB voksede ikke kun, men begyndte at lav ben, minedrift mineraler fra HB selv som en ressource. Og immunsystemet, så vidt deres eksperimenter har vist, freaker ikke ud, når HB går ind i sin torv.

Dens evne til at være 3D-trykt gør sine applikationer stort set ubegrænsede. Hvis du siger, har brug for en ny kraniet, Shah og co. har fået dig dækket:

Dette er en nøjagtig kopi af en DNA-helix:

Mens 3D-udskrivning nu almindeligvis anvendes i det medicinske område, bemærker Shah, at den store opside til hyperelastiske knogler er, at "blæk", der bruges til at udskrive det, ikke er forbudt dyrt, idet det er "forholdsvis lavt i forhold til de fleste medicinske materialer." betyder, at det vil være nemt at skalere op, sendes til hospitaler, der er udstyret med 3D-printere, og indsættes i brudte arme, ben og ribben på tværs af planeten.

Vil det ske når som helst snart? "At komme til det punkt er der meget regulering og en masse kvalitetskontrol, der skal ske", siger Shah. Men hvis beviset han har vist er nogen indikation af sit potentiale, er der ingen tvivl om, at det sker snart.