3D-Printer creëert elastische botimplantaten

De 3D-Printer bewijst zich opnieuw door zijn veelzijdigheid. Chirurgen zijn nu in staat door middel van een speciale inkt een flexibele botimplantaat te kunnen printen in elke gewenste vorm en maat, dit allemaal dankzij de 3D-Printer. Dit materiaal, zodra het in het lichaam zit zal zich veranderen in echt bot.

Als artsen botten moeten herstellen of vervangen, nemen zij vaak bot uit andere delen van het lichaam, of gebruiken ze implantaten. Dat laatste is het minst pijnlijk maar er zitten ook nadelen aan: implantaten zijn vaak bros, breken makkelijk en kunnen niet tijdens de operatie worden vervormd.

Ramille Shah, materiaaldeskundige en chirurg van de Nortwestern university in de Verenigde Staten, heeft met haar team een inkt ontwikkeld voor de 3D-Printer die een soort botimplantaat vormt. Een 3D-Printer gebruikt de inkt om robuuste, maar wel ultra-elastische botimplantaten te maken. Dit is voor de chirurgen het ideale materiaal om te gebruiken want het is te manipuleren dat ze de perfecte vorm krijgen voor de patiënt.

Eenmaal geplaatst, infiltreren bloedvaten de poreuze implantaten en zullen deze langzaam in een natuurlijk bot veranderen. Het materiaal wordt ‘hyperelastisch bot’ genoemd volgens het team van Shahs zal dit een heleboel mogelijke skeletproblemen verhelpen. Denk daarbij aan heling van alle breuken, werveloperatie en implantaten die het gezicht kunnen herstellen.

Patiëntspecifiek

‘Het is ons doel om 3D-printers in een ziekenhuis te plaatsen. Chirurgen kunnen dan binnen 24 uur met onze hyperelastische botinkt een patiëntspecifiek implantaat maken,’ zegt Shah. ‘Je zou daar slechts een röntgenscan van de patiënt voor nodig hebben.’

De inkt is speciaal ontworpen en gemaakt van hydroxyapatiet, een mineraal dat van nature in bot voorkomt. Er zit ook nog PLGA in verwerkt, dit is een polymeer dat het mineraal samenvoegt en het implantaat elastisch maakt. ‘Het verraste ons dat het implantaat gewoon terugveerde naar zijn originele vorm toen we erin knepen,’ zegt Shah.

Een collega van Shah heeft er vertrouwen in dat het lichaam stamcellen zal inzetten om het implantaat perfect te maken, deze cellen komen uit het beenmerg. Die cellen zien de poriën in het materiaal waarschijnlijk aan als kleine defecten die ze kunnen genezen door in botcellen te veranderen. Het inkt is zelfs instaat om er aderen door het bot heen te laten groeien.

Er zijn al diverse experimenten gedaan na dit inkt en het resultaat hier van is zo als het moet zijn. Het geneest de ruggengraat van ratten een snel als andere bestaande behandelingen. Ook heeft teap bij een resusaap een stuk beschadigde schedel vervangen. Het implantaat was oorspronkelijk te groot, maar gelukkig kunnen de chirurgen het op de operatie na de juiste grote bijsnijden. Shah denkt dat chirurgen het materiaal binnen vijf jaar in de kliniek kan gaan gebruiken.

 

 

bdfe3e052eecd7e5755e767937742337