Rice ve Baylor Tıp Fakültesi'nden MD / PhD öğrencisi olan Gerry Koons, testler için 3D baskılı biyoreaktör hazırlar. (Kredi: Jeff Fitlow / Pilav)
Yeni bir teknik, 3D baskılı bir biyoreaktörü (temel olarak bir küfü) bir kaburgaya bağlayarak kranyofasiyal yaralanmaları onarmak için canlı kemiği büyütür.
Kök hücreler ve kaburgadaki kan damarları, iskelede iskele malzemesine sızar ve hastaya özel oturan doğal kemikle değiştirilir.
Biyomühendis Antonius Mikos, doku mühendisliği alanında öncü ve meslektaşları, on yıllık bir program boyunca geliştirdikleri teknolojileri bir araya getirdi. Amaç, vücudun doğal iyileşme gücünden yararlanarak kraniyofasiyal rekonstrüksiyonu ilerletmektir.
Araştırmacılar, hastanın kendi kaburgalarından kaynaklanan çene kemiği yaralanmalarını onarmak için uygun kemik implantları büyütmek için bir teknik geliştirdi. (Kredi: Mikos Araştırma Grubu)
Bu teknik, alt bacak, kalça ve omuz gibi bir hastanın farklı alanlarından kemik grefti dokularını kullanan mevcut rekonstrüksiyon tekniklerinin yerini almak üzere geliştirilmektedir.
Kemik yerine
Rice'taki biyomühendislik ve kimyasal ve biyomoleküler mühendisliği profesörü Mikos, “Bu çalışmanın büyük bir yeniliği, yeni üretilen dokuyu kabul etme kusurunu önlerken, vücudun başka bir bölgesinde yetişen kemiği oluşturmak için 3D baskılı biyoreaktör kullanmaktır” diyor. Üniversite ve Ulusal Mühendislik Akademisi ve Ulusal Tıp Akademisi üyesidir.
“Daha önceki çalışmalar, göğüs boşluğuna yerleştirilen gerçek kemikten kendi kan beslemesi olan ya da olmayan, kemik greftleri oluşturma tekniği oluşturdular” diyor, sözlü ve çene cerrahisi bölümünün profesörü, başkanı ve program direktörü yardımcısı Mark Wong Houston'daki Texas Health Science Center Üniversitesi'nde Diş Hekimliği.
“Bu çalışma, yapay kemik yerine geçen malzemelerden uygulanabilir kemik greftleri yaratabileceğimizi gösterdi. Bu yaklaşımın önemli avantajı, kemik grefti yapmak için hastanın kendi kemiğini toplamanıza gerek kalmaması, ancak diğer otojen olmayan kaynakların da kullanılabilmesidir ”dedi.
Örme ve kaplı
Kavramlarını kanıtlamak için, araştırmacılar koyun çenelerinde dikdörtgen bir kusur yaptılar. 3D baskı için bir şablon oluşturdular ve her ikisi de PMMA'dan yapılmış, ayrıca kemik çimentosu olarak da bilinen, yapıştırılabilir bir kalıp ve bir aralayıcı bastırdılar. Ara parçanın amacı, iyileşmeyi teşvik etmek ve yara dokusunun kusur bölgesini doldurmasını engellemektir.
Kök hücre kaynağı olarak görev yapan periostu açığa çıkarmak için hayvan modelinin kabuğundan yeterince kemiği çıkardılar ve küfün içindeki iskele malzemesini tohumlamak için damar oluşturdular. Test grupları, biyo-uyumlu iskeleyi yapmak için ezilmiş kaburga kemiği veya sentetik kalsiyum fosfat materyalleri içermiştir.
Sıkı bir ara yüz oluşturmak üzere oluk tarafı açık olan kalıp, ayırıcıyı değiştirerek defekt bölgesine transfer edilmeden önce dokuz hafta boyunca yerinde kaldı. Hayvan modellerinde, eski ve yumuşak dokuya örülmüş yeni kemik etrafı büyüdü ve alanı kapladı.
Neden kaburgalar?
Mikos, “Kaburgaları kullanmayı seçtik çünkü kolayca erişilebiliyor ve iskeleye sızan ve hastayla eşleşen yeni kemik dokusuna dönüşen zengin bir kök hücre ve kap kaynağı kaynağı” diyor. “Düzenleyici onay sürecini ve klinik uygulamalara tercümeyi zorlaştıracak ekzojen büyüme faktörlerine veya hücrelerine gerek yok.”
Kaburgalar başka bir avantaj sunar. Rice ve Baylor College of Medicine'de halen Mikos laboratuvarında çalışan MD / PhD öğrencisi olan ortak yazar Gerry Koons, “Aynı anda birden fazla kaburga üzerinde potansiyel olarak yeni kemik yetiştirebiliriz” diyor.
Kalıp ve ara parça için PMMA kullanımı basit bir karardı, Mikos, on yıllardır biyolojik uygulamalar için tıbbi bir cihaz olarak düzenlendiğini söylüyor. II. Dünya Savaşı'nda, savaş uçakları PMMA ön camları kullandıklarında, doktorlar yaralı pilotların içine yerleştirilmiş kırıkların iltihaplanmaya neden olmadıklarını ve bu yüzden iyi huylu olduklarını fark ettiler. Çalışmanın ilk amacı savaş alanı yaralanmalarının tedavisini iyileştirmek olsa da, büyük resim sivil ameliyatları da içeriyor.
Sonuçlar, Ulusal Bilimler Akademisi Tutanakları.
Yazarlar Hakkında
Ek ortak yazarlar pirinçtendir; Houston'daki Teksas Sağlık Bilimleri Merkezi Üniversitesi; Baylor Tıp Fakültesi; Synthasome, Inc., San Diego; ve Radboud Üniversitesi Tıp Merkezi, Hollanda.
Silahlı Kuvvetler Rejeneratif Tıp Enstitüsü araştırmayı finanse etti. Araştırmaya ilave destek Ulusal Sağlık Enstitüleri, Osteo Bilim Vakfı, Barrow Bursluları Programı ve Robert ve Janice McNair Vakfı'ndan geldi.
Kaynak: Rice Üniversitesi
books_science
