Questo 'Iperelastico Osso' stampato in 3D sta per trasformare la medicina

Le ossa rotte sono la rovina della professione medica, nonostante i migliori sforzi dei medici per pompare fratture piene di sostanze chimiche costose che inducono la crescita e fornire supporto. Ma quando si tratta di scheletri in frantumi, alla fine non c'è molto da fare ma aspettare. Una bizzarra sostanza che gli scienziati hanno soprannominato "osso iperelastico", tuttavia, è destinata a placare gli impazienti.

Immagina un braccio rotto, come il famoso arto di Quidditch di Harry Potter nel Camera dei segreti. All'interno, una delle lunghe ossa è divisa in due. Senza la magica Skele-Gro a cui rivolgersi, i ricercatori della Northwestern University, pubblicando il loro studio a Scienza Medicina traslazionale oggi, abbiamo capito come rattoppare il divario tra quei frammenti di osso usando una sostanza che chiamano osso iperelastico - o HB in breve. Il materiale soffice viene stampato in 3D nella forma giusta, quindi viene compresso e incuneato nello spazio, dove si espanderà per riempire gli angoli e le fessure dell'osso rotto. Pensa a un marshmallow accartocciato incastrato in una fessura.

"Dal momento che è elastico può essere premuto in un difetto in espansione per fissarsi meccanicamente nello spazio senza colla o punti di sutura," Ramille N. Shah, Ph.D., coautore del foglio e assistente professore presso il Dipartimento dei materiali del Northwestern Scienza e ingegneria hanno detto in una teleconferenza martedì. Shah ei suoi colleghi sono riusciti a creare questa sostanza con le stesse materie di cui è fatto l'osso: un minerale chiamato idrossiapatite, mescolato insieme con agenti leganti che conferiscono alle proprietà curvabili della sostanza altrimenti fragile e una forza senza precedenti. In un esperimento, hanno stampato in 3D una sezione di un femore e ha resistito a un peso di 150 libbre prima che iniziasse a cedere.

Questo di per sé è un'impresa impressionante, ma la sostanza espandibile non fa altro che fornire una struttura. Fornisce l'osso iperelastico, in gran parte composto da materiali che si trovano naturalmente nel corpo (tutti approvati dalla FDA) struttura fisiologica - una struttura per far crescere le cellule del corpo. Perché è sia biodegradabile che, soprattutto, biocompatibile si integra nel corpo, facilitando il passaggio dei vasi sanguigni e la crescita delle cellule. Shah ed i suoi colleghi hanno testato questa proprietà dell'HB seminandolo con cellule staminali - cellule che hanno il potenziale per specializzarsi in qualsiasi tipo di tessuto. Ciò che hanno trovato è stato notevole: le cellule staminali piantate sulla HB non solo si sono moltiplicate, ma hanno cominciato a farlo fare l'osso, estrarre minerali dalla stessa HB come risorsa. E il sistema immunitario, per quanto i loro esperimenti hanno dimostrato, non impazzisce quando HB entra nel suo territorio.

La sua capacità di essere stampato in 3D rende le sue applicazioni praticamente illimitate. Se tu, per esempio, hai bisogno di un nuovo teschio, Shah e co. ti ho coperto:

Idem una replica esatta di un'elica del DNA:

Mentre la stampa 3D è ora comunemente usata in campo medico, Shah nota che il grande vantaggio dell'osso iperelastico è che l'inchiostro utilizzato per stamparlo non è proibitivo, essendo "relativamente economico rispetto alla maggior parte dei materiali medici". significa che sarà facile scalare, spedire agli ospedali dotati di stampanti 3D e inserire braccia, gambe e costole rotte in tutto il pianeta.

Succederà presto? "Arrivando a quel punto c'è un sacco di regole e un sacco di controllo della qualità che deve accadere", osserva Shah. Ma se le prove che ha mostrato sono indicative del suo potenziale, non c'è dubbio che succederà presto.