Напечатанные на 3D принтере биологические ткани позволят спортсменам оставаться в строю даже после тяжелых травм

Специалисты в области медицинской биологии сделали следующий шаг к созданию напечатанных на 3D-принтере искусственных тканей для лечения повреждений костей и хряща, от которых часто страдают спортсмены вследствие травм коленей, щиколоток и локтей.

Учёные из Университета Райса и Мэрилендского университета объявили о создании каркасной структуры, которая точно воспроизводит физические характеристики костно-хрящевой ткани, а именно — имеет твёрдую кость под слоем упругого хряща, гладкая поверхность которого закрывает концы длинных костей человеческого организма.

Повреждения этих костей — от небольших трещин до отделения осколков — болезненны и могут привести к завершению спортивной карьеры. Повреждения костно-хрящевой ткани также может стать причиной артрита с потерей трудоспособности.

Постепенный переход кости в хрящ и его пористость осложняют воспроизведение этой структуры в лабораторных условиях, но группа в Университете Райса под руководством биоинженера Антониоса Микоса и аспиранта Шона Биттнера воспользовались технологией 3D-печати для изготовления материала, который со временем, по их мнению, станет пригоден для имплантации.

«Спортсмены намного чаще других людей страдают от таких повреждений, но это может произойти с любым человеком, — говорит Биттнер, аспирант в области биоинженерии и ведущий автор работы.

Проблема заключается в необходимость воссоздать ткань, которая постепенно переходит из хрящевой на поверхности в костную в глубине. В университетской лаборатории биоматериалов посредством 3D-печати был сформирован каркас на основе полимеров для хряща и керамики для кости. В нём имелись поры, в которые должны проникнуть клетки человека и кровеносные сосуды, что со временем позволит импланту стать частью естественной костно-хрящевой структуры.

«В основном, структура ткани будет одинакова для разных пациентов, — говорит Биттнер. — Ввиду пористости сосудистая сеть прорастёт внутрь импланта из родной кости, и нам не нужно самим формировать сосуды».

В ходе развития проекта необходимо будет придумать, как напечатать костно-хрящевой имплант, который точно подходит пациенту и позволяет пористому импланту срастаться с костной и хрящевой тканями.