Dió Magazin
Irodalmi és ismeretterjesztő portál

3D nyomtatók gyógyászati felhasználása és típusai

 3D nyomtatók gyógyászati felhasználása és típusai

 Hattengelyű nyomtató (six-axis printer): A Louisville-i Egyetem, kardio-vaszkuláris kutatócsoportja használ nyomtatót, mely ahelyett, hogy a formát alulról-felfelé rétegenként építené fel, ahogyan azt a hagyományos 3D-s eljárásoknál megszokhattuk, a nyomtató képes különböző részeket előállítani minden irányból körüljárva a mintát. A nyomtató képest egy teljesen új külső réteget készíteni az addig elkészült minta felületére minden irányból.

Ez az eljárás sokat segíthet a szövetekhez, szervekhez csatlakozó különböző erek kialakításához

Az egészségiparban a legsokrétűbb felhasználási alternatívát kínáló, ugyanakkor a hagyományos 3D nyomtatásnál jóval bonyolultabb módszer a Bio-nyomtatás. Az eljárás lehetőséget kínál ún. Bioanyagok (Biomaterials) nyomtatására az egyszerű szövetektől a bonyolultabb szervekig (lágy szövetek, csontok stb). A különböző csontpótlásoktól, kezdve fémből és különböző polimerek felhasználásával készült a sebészeti kiegészítő eszközön át, az élő sejtek felhasználásával nyomtatott humán szövetekig láthatunk kísérletek, melyek alkalmazhatósága nagyon gyorsan fejlődik. 

Ahelyett, hogy bonyolult számítástechnikai algoritmusok segítségével tervezzenek szövet modelleket, a kutatók CT és MRI felvételeket használhatnak a nyomtatás tervezésekor. Sok esetben ezek a nyomtatott szervek nem funkcionálisan értékesek, hanem például egy bonyolultabb műtétet megelőzően a képalkotó eljárások segítségével előállított modellt a sebész csoport előre tanulmányozhatja, jóval a beavatkozás előtt. Sok weblap nyújt összefoglalót ezeknek a képalkotó eljárások által szolgáltatott képi információ 3D printelésben történő felhasználására.

Részletes magyarázatot mutat be az Organovo cég által a 3D bioprinting eljárás. Alapvetően a szövet megtervezése után a cég előállítja a szükséges „bio-tintát" ("bio-ink") (Stanton M.M. és mtsai, 2015) a szükséges sejtek felhasználásával. A bioprinter segítségével a sejteket speciális vízbázisú rétegek közé rétegzik egymásra, amíg ki nem alakul a kívánt szövet. Ez a hidrogél a sejteket tartalmazó rétegek között tartja a 3D szövetmátrixot és tölti be az esetleges hiányosságokat a szövetben. A sejtek összetartására kollagén is használatos. Ez az ún. „layer by layer" rétegzéses technika nagyon hasonló a normál 3D nyomtatás folyamatához, ahol a tárgyak alulról felfelé haladva épülnek fel.

Erre az eljárásra példa az Organovo vállalat által kifejlesztett, speciális bioprinter, (Leckhardt S., 2013) amelynek segítségével a vállalat májszövet létrehozásával kísérletezett. Gömbszerű parenchymális (vagy más alapvető) májsejteket töltöttek egy fecskendőbe. Egy másik fecskendőbe nonparenchymális májsejteket valamint hidrogélt töltöttek (Ananthanarayanan A., 2011), ami biztosítja a szövet tartását, fúzionálja sejteket. Ez a biológiai tinta (bio-ink) alakítja ki a térbeli mintát a petricsészében, melyet a sejtek később teljes egészében kitöltenek. Ezek után az inkubátorban a sejtek teljesen összenőnek, kialakítva a májszövetet.

További lehetőségek rejlenek az őssejtek felhasználásában bioprinting folyamatokban. Mivel az őssejtek könnyen adaptálódnak szövetekhez, alkalmazásuk kézenfekvő lehetőséget jelent a különböző szövetek (Falguni P. és mtsai, 2015), csontok nyomtatására. A Nottinghami Egyetem (Lumb D., 2013) kutatói őssejtekkel bevont csontpótlásokat alakítottak ki, mely idővel szövetté fejlődik. Jelenleg nehéz hatékonyan alkalmazni őssejteket bonyolultabb komplex szövetek, szervek mint szív, vagy máj javítására, de a bionyomtatás jelenthet bizonyos új irányokat, lehetőségeket.

Noha legtöbbször az élő sejtek nyomtatásáról és a velük való kísérletezésről olvasunk, sokan alkalmaznak kutatásaik során biodegradábilis vagy biokompatibilis anyagokat (August A.D. és mtsai, 2006), amelyek használhatók különböző testrészek korrekciójára, illetve felépítésére. Az olyan anyagok nyomtatása, amely javíthat a csontok, porcok és a bőr szerkezetén, fontos a jövő technológiájában. Sokféle anyag használatos a felhasználási terület függvényében a rugalmas műanyagtól titán porig, amelyet például állkapocsimplantátum (Dybuncio M., 2012) kialakítására alkalmaztak már.

Forrás: wikipédia

Kép: dw.com
A Langsdorffia, avagy a " vámpír növény"
2019-es újítások: Egy autó, amely mindent lát, ava...

Kapcsolódó bejegyzések

 

Hozzászólások

Még nincs ilyen. Legyél te az első hozzászóló.
Már regisztráltál? Bejelentkezés itt
Vendég
2020. augusztus 09. vasárnap

Captcha kép

By accepting you will be accessing a service provided by a third-party external to https://aranydio.com/