Новый материал позволяет печатать коленные хрящи-импланты на 3D-принтере

Учёные американского университета Дьюка создали материал, который имитирует хрящ человека и со временем может быть использован хирургами для 3D-печати имплантов с целью замены повреждённых частей коленного сустава, индивидуальной формы под анатомию каждого пациента.

Колени людей имеют пару менисков — хрящей в форме лунного серпа, служащих в качестве амортизаторов. Но за годы нагрузок эти важные части сустава могут износиться, или же быть серьёзно повреждены в результате одного неверного движения во время игры в футбол или теннис. Результатом становятся болевые ощущения и возросший риск развития артрита.

Учёные утверждают, что их материал на основе гидрогеля является первым, который соответствует по прочности и эластичности хрящу человека, оставаясь при этом стабильным внутри тела и позволяя использовать его в процессе 3D-печати. Чтобы подтвердить свои слова на практике, исследователи использовали 300-долларовый 3D-принтер для печати индивидуальных менисков для пластиковой модели колена.

Адъюнкт-профессор Университета Дьюка в области химии и автор опубликованной работы Бенджамин Уайли (Benjamin Wiley) отмечает: «Мы сделали теперь возможным для всех достаточно простой и относительно недорогой процесс печати имплантов, очень близких по своим медицинским свойствам к хрящу человека».

Стоит отметить, что это действительно важное достижение. Дело в том, что разорванные или повреждённые мениски очень капризны к процессу самозаживления. Хирургам часто приходится их частично или полностью удалять, а существующие импланты либо не соответствуют по прочности и эластичности оригиналу, либо отличаются плохой биологической совместимостью и препятствуют заживлению повреждённой области.

В последнее время в качестве замены хрящей всё чаще применяются материалы, называемые гидрогелями, которые очень похожи по молекулярной структуре на хрящ и биологически совместимы. Однако исследователям не удавалась создать такой гидрогель, который бы соответствовал характеристикам хряща человека и отличался при этом возможностью эффективного применения в 3D-печати. Последнее — очень важно, ибо мениски имеют сложную форму и у разных людей сильно отличаются. 3D-печать позволит создавать индивидуальные импланты, которые будут лучше приживаться.