Механические инженеры Техасского университета в Далласе разработали новаторский 3D-печатный бедренный кость, направленный на улучшение хирургической подготовки и развитие методов лечения опухолей костей. Эта инновация, результат совместной работы с ортопедическими хирургами из UT Southwestern Medical Center, была опубликована в журнале Journal of Orthopaedic Research.
Исследование акцентирует внимание на специфических параметрах 3D-печати для средней части бедренной кости, создавая основу для использования искусственного кости в биомеханических испытаниях. Хотя технология демонстрирует значительный потенциал, необходимы дополнительные исследования, прежде чем она сможет быть интегрирована в стандартную медицинскую практику.
Традиционно хирурги полагаются на трупы или коммерчески доступные синтетические кости для биомеханических исследований и хирургической подготовки. Эти ресурсы могут быть дорогостоящими, сложными в получении и могут не подходить для индивидуальных потребностей пациентов.
В поисках более эффективного решения исследователи из UT Southwestern, включая ортопедического онколога Роберта Вейншенка и хирурга-руководителя Ричарда Самаде, сотрудничали с Вэй Ли, экспертом в области 3D-печати из UT Dallas.
Ли заявил: "Для того чтобы составить планы операции, хирургам необходимо знать геометрию кости. С помощью 3D-печати мы можем напечатать образец бедренной кости с той же геометрией, что и бедренная кость внутри тела."
Докторант UT Dallas Кишор Мысор Нагараджа возглавил разработку реплик бедренной кости в Комплексной лаборатории передового производства Ли. Он провел серию тестов, чтобы убедиться, что механические свойства и характеристики материала искусственных костей близки к настоящим бедренным костям.
Нагараджа выразил: "Этот совместный опыт — лучшее, что может пожелать студент. Получить оценку моего исследовательского тестирования непосредственно от врачей, которые будут его использовать, — это очень хорошая валидация нашего исследования."
Изготовленный из полимолочной кислоты — биоразлагаемого полимера, 3D-печатный бедренный кость имеет длину почти 20 сантиметров и диаметр около 2,5 сантиметров. Удивительно, что стоимость производства каждой бедренной кости составляет всего 7 долларов, а ее биомеханические свойства оказались сопоставимыми с человеческими бедренными костями.
Технология выглядит многообещающей для дальнейших приложений, с потенциальной заменой традиционных материалов для восстановления костей, таких как титан. Кроме того, Ли предполагает возможность печати опухолей на этих моделях бедренной кости для тестирования лечения или даже использования этих реплик для выращивания человеческой костной ткани в будущем.