3D-принтеры для создания медицинских имплантатов
Команда исследователей Технического университета Луизианы разработала инновационный метод с использованием доступных потребительских 3D-принтеров и материалов для производства специальных медицинских имплантатов, которые могут содержать антибактериальные и химиотерапевтические компоненты для направленной доставки лекарств.
Команда, состоящая из докторантов и научных исследователей факультета биомедицинской инженерии и программы разработки наносистем, работала над созданием медицинских нитей для качественной 3D-печати. Разработка этих нитей может привести к смарт-препаратам, доставляемым в организм посредством медицинских имплантатов или катетеров. 3-louisianatec
«После изучения 3D-принтеров мы поняли, что с их помощью можно быстро изготавливать прототипы, - сказал Джеффри Вайсман, докторант в области биомедицинской инженерии Луизианского технического университета. - Посредством добавления наночастиц и/или других добавок, эта технология станет намного более жизнеспособна, если общий принцип 3D-печати будет совместим с биоматериалом».
По словам Вайсмана, персонализированная медицина и индивидуальный подход к каждому пациенту касательно выбора медикаментов - современные тенденции в области здравоохранения. Он считает, что современный метод создания медицинских 3D-печатных нитей предложит фармацевтам и врачам новый способ лечения болезней и назначения препаратов.
«Одним из самых больших преимуществ этой технологии является то, что можно использовать любой потребительский принтер, в любой точке мира», - сказал Вайсман. Вайсман работает в лаборатории под руководством доктора Дэвида К. Миллса, профессора биологических наук и биоинженерии, в сотрудничестве с Коннором Николсоном, докторантом в области наносистем из лаборатории доктора Честера Уилсона, доцента электрических и наносистемных технологий.
Кроме того, группа сотрудничала с фабрикой «Extrusionbot» из штата Аризона, которая оказала поддержку важными материалами на протяжении всего процесса разработки и тестирования. «Мы работали по нескольким направлениям применения 3D-печати, - сказал Миллс. - Несколько студентов моей лаборатории, включая Джеффа и Коннора, работали с коллегами в течение некоторого времени. Посылая им электронное письмо, я задал такой вопрос:
«Как вы думаете, возможно ли напечатать антибиотические бусинки из какого-либо рассасывающегося материала?»
С этого момента технология развивалась и стала инновационным подходом к преодолению многих ограничений, с которыми сталкиваются современные системы доставки лекарственных средств. Большинство современных антибиотических имплантатов, или «шариков», изготавливаются из костного цемента вручную хирургом во время операции, и содержат токсичные канцерогенные вещества.
Эти бусинки, которые на самом деле являются типом оргстекла, не разрушаются в организме и требуют дополнительного хирургического вмешательства для удаления. 3D-печатные нити Вайсмана изготовлены из биопластика, который резорбцируется организмом, что позволяет избежать необходимости дополнительного хирургического вмешательства.
3D-печатные шарики, разработанные Луизианским университетом, частично полые, что предусматривает большую площадь поверхности и увеличенную дозу доставляемых лекарственных средств. Локальное лечение 3D-печатными антибиотическими бусинками также помогает избежать больших дозировок препарата, который может быть нефро- или гепатотоксичным. Важно поддерживать подобные исследования, потому что технология быстрого прототипирования имеет значение в мировом масштабе.