Gerry Koons, 'n MD / PhD-student aan die Rice and Baylor College of Medicine, berei 'n 3D-gedrukte bioreaktor vir toetse voor. (Krediet: Jeff Fitlow / Rice)
Stamselle en bloedvate van die rib infiltreer steiermateriaal in die vorm en vervang dit met 'n natuurlike pasgemaakte been vir die pasiënt.
Bioingenieerder Antonios Mikos, 'n pionier op die gebied van weefselingenieurswese, en sy kollegas het tegnologieë gekombineer wat hulle gedurende 'n dekade lange program ontwikkel het. Die doel is om die rekonstruksie van die craniofacial te bevorder deur die natuurlike genesende kragte van die liggaam te benut.
Navorsers het 'n tegniek ontwikkel om beeninplantings wat pasgemaak is, te ontwikkel om kakebeenbeserings van die pasiënt se rib te herstel. (Krediet: Mikos Research Group)
Die tegniek word ontwikkel om die huidige rekonstruksie tegnieke wat beenoorplantingsweefsel uit verskillende areas van 'n pasiënt gebruik, soos onderbeen, heup en skouer, te vervang.
'' N Groot innovasie van hierdie werk is om 'n 3D-gedrukte bioreaktor te benut om been te vorm wat in 'n ander deel van die liggaam gekweek word, terwyl ons die gebrek aan die nuutgewekte weefsel aanvaar, 'sê Mikos, professor in bio-ingenieurswese en chemiese en biomolekulêre ingenieurswese aan Rice. Universiteit en 'n lid van die Nasionale Akademie vir Ingenieurswese en die Nasionale Akademie vir Geneeskunde.
'Vroeër studies het 'n tegniek daargestel om beenoorplantings te skep met of sonder hul eie bloedtoevoer vanaf regte been wat in die borsholte ingeplant is,' sê mede-outeur Mark Wong, 'n professor, voorsitter en programdirekteur van die afdeling mond- en kaakbehandeling by die skool. van tandheelkunde by die University of Texas Health Science Center in Houston.
“Hierdie studie het getoon dat ons lewensvatbare beenoorplantings uit kunsmatige beenvervangingsmateriaal kan skep. Die belangrike voordeel van hierdie benadering is dat u nie die pasiënt se eie been hoef te oes om 'n beenoorplanting te maak nie, maar dat ander nie-outogene bronne gebruik kan word, ”sê hy.
Gebreide en bedek
Om hul begrip te bewys, het die navorsers 'n reghoekige defek in die mandibles van skape gemaak. Hulle het 'n sjabloon vir 3D-drukwerk opgestel en 'n inplantbare vorm en 'n afstandhouer gedruk, albei gemaak van PMMA, ook bekend as beensement. Die doel van die afstandhouer is om genesing te bevorder en te voorkom dat littekenweefsel die defekplek vul.
Hulle het genoeg been van die ribmodel van die diermodel verwyder om die periosteum, wat as bron van stamselle en vaskulasie gedien het, aan die saadsteiermateriaal in die vorm bloot te stel. Toetsgroepe het gekneusde ribbe of sintetiese kalsiumfosfaatmateriaal ingesluit om die biokompatibele steier te maak.
Die vorm, met die ribkant oop om 'n hegte koppelvlak te skep, het nege weke op sy plek gebly voordat dit verwyder is en na die plek van die defek oorgedra en die afstandhouer vervang. In die dieremodelle het die nuwe been wat aan die ou en sagte weefsel gebrei is, gegroei en die terrein bedek.
"Ons het verkies om ribbes te gebruik omdat dit maklik verkrygbaar is en 'n ryk bron van stamselle en vate is wat die steier infiltreer en groei tot nuwe beenweefsel wat pas by die pasiënt," sê Mikos. 'Daar is geen behoefte aan eksogene groeifaktore of selle wat die reguleringsgoedkeuringsproses en vertaling na kliniese toepassings bemoeilik nie.'
Ribbes bied nog 'n voordeel. 'Ons kan moontlik terselfdertyd nuwe been op verskeie ribbes laat groei,' sê mede-outeur Gerry Koons, 'n MD / PhD-student aan die Rice en Baylor College of Medicine wat tans in Mikos se laboratorium werk.
Die gebruik van PMMA vir die vorm en afstandhouer was 'n eenvoudige besluit, sê Mikos, omdat dit al dekades lank gereguleer is as 'n mediese toestel vir biologiese toepassings. In die Tweede Wêreldoorlog, toe vegvliegtuie PMMA-voorruit gebruik het, het dokters opgemerk dat skerwe wat in beseerde vlieëniers ingebed is, nie ontsteking veroorsaak het nie en hulle dit dus as goedaardig beskou. Alhoewel die studie se aanvanklike doel is om die behandeling van beserings aan die slagveld te verbeter, sluit die geheelbeeld ook burgerlike operasies in.
Die resultate verskyn in die Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe.
Bykomende koauthors kom van Rice; die University of Texas Health Science Center in Houston; Baylor College of Medicine; Synthasome, Inc., San Diego; en Radboud Universiteit Mediese Sentrum, Nederland.
Die Armed Forces Institute of Regenerative Medicine het die navorsing befonds. Bykomende ondersteuning vir die navorsing het gekom van die National Institutes of Health, die Osteo Science Foundation, die Barrow Scholars-program, en die Robert and Janice McNair Foundation.
Jy is hier: Tuis > Lewe > Wetenskap en Tegnologie > Hoe kan ons ons droom wêreld bou deur 'n vars uitkoms aan te neem