Напечатанное на 3D-принтере биостекло сможет заменить хрящи (+ видео)

Важность новой разработки обусловлена тем, что хрящи – чрезвычайно нужная ткань, которая часто повреждается, но достаточно сложно восстанавливается. Хотя некоторые ученые работают над созданием хрящевой ткани для имплантации в лабораторных условиях, биостекло может оказаться значительно более простым способом. Кроме того, свойства ткани можно настроить в соответствии с необходимостью – биостекло способно даже стимулировать рост хрящей в суставах.

Напечатанное на 3D-принтере биостекло состоит почти исключительно из диоксида кремния и полимера под названием поликапролактон. Будучи смешанными, эти вещества полностью соответствуют хрящевой ткани по своим свойствам – они прочные, гибкие и долговечные. Разработка также биоразлагаема, биосовместима, способна самостоятельно залечиваться и хорошо подходит для 3D-печати. По словам ученых, именно эти характеристики делают инновационный материал идеальным, например, для пациентов с чрезвычайно болезненными травмами межпозвоночных дисков.

Профессор Джулиан Джонс, один из разработчиков биостекла с факультета материаловедения Имперского колледжа в Лондоне, говорит, что команда долго работала над этим проектом. Он объясняет, что биостекло известно с 1960-х годов, однако сейчас ученые представили его гибкий вариант, который может заменить хрящи. Разумеется, технологию еще не скоро удастся внедрить в клинической практике, но команда движется в нужном направлении, стремясь избавить множество пациентов от боли и ограничений в движении.

В настоящее время исследователи работают над вариантами применения биостекла – в частности, они намерены провести больше лабораторных испытаний и разработать хирургические методы пересадки. «На сегодняшний день даже самые лучшие искусственные имплантаты в тысячу раз тверже нормальных хрящей, – говорит профессор Джастин Кобб, один из руководителей проекта. – Они показывают неплохие результаты, но 3D-печать позволяет нам предоставить более натуральное решение. Мы можем вернуть подвижность и комфорт суставам, не прибегая к металлическим имплантатам, у которых есть множество своих проблем».

Сейчас синтетические хрящи из биостекла для замены дисков – это основная линия, которую разрабатывают ученые. Другая возможность – замена хрящей в коленях и локтях. Команда также изучает возможность 3D-печати каркасов, которые могут стимулировать восстановление клеток при пересадке в суставы. Поскольку биостекло – это биоразлагаемый материал, конструкция со временем просто растворится, а на ее месте образуется восстановленная хрящевая ткань.

Эта интересная инновация вполне может внести большой вклад в сферу 3D-биопечати. К сожалению, другие исследователи не скоро смогут использовать напечатанное на 3D-принтере биостекло, так как, по оценкам команды, до вывода разработки на рынок могут пройти годы. Тем не менее, ученые уверены в будущем успехе материала и уже запатентовали технологию при участии партнеров по коммерциализации Имперского колледжа.