Ученые работают над гидрогелем для 3D-печати хрящевой ткани

Разработка основана на гидрогеле и может применяться, например, для 3D-печати мениска при травмах колена. В настоящее время лечение таких повреждений связано с рядом трудностей, поскольку имплантаты не так прочны, как настоящие хрящи, или не совместимы с тканями. Исследователи из Университета Дьюка рассчитывают предложить альтернативный метод, сочетающий в себе биосовместимость и прочность.

Гидрогели все чаще используются в биомедицине, поскольку они схожи по молекулярной структуре с настоящей хрящевой тканью. Тем не менее, пока в работе с гидрогелями есть ряд трудностей – они не так прочны, как человеческие ткани, а при 3D-печати часто растекаются, поскольку состоят, в основном, из воды. Ученые из Университета Дьюка разработали инновационный способ решения этих проблем для 3D-печати. Они смешали твердый и прочный гидрогель с мягким и гибким. Благодаря сочетанию двух типов гидрогелей исследователи сумели создать материал, характеристики которого можно запрограммировать. Затем в смесь добавили наночастицы глины, что сделало ее пригодной для 3D-печати. Глина позволяет гидрогелю переходить в жидкое состояние во время 3D-печати и затвердевать, будучи выложенным на поверхность.

Ученые рассчитывают, что новая технология однажды позволит печатать на 3D-принтере имплантаты из хрящевой ткани для пересадки пациентам. Кроме того, настройка свойств гидрогеля позволяет, например, сделать имплантат мягче с одной стороны и тверже в середине. Таким образом, искусственные фрагменты смогут максимально точно имитировать настоящий мениск – этого невозможно добиться традиционными методами производства.

Несмотря на то что технология все еще находится на ранней стадии развития, команда уже продемонстрировала ее жизнеспособность на пластиковой модели колена. Ученые просканировали модель и изготовили с помощью 3D-печати мениск из смешанного гидрогеля. Сообщается, что весь процесс занял всего один день – это, определенно, многообещающее начало. Исследователи надеются, что им удастся побудить и другие команды начать работу над более реалистичными гидрогелями для 3D-печати.