Gerry Koons, mwanafunzi wa MD / PhD katika Rice na Baylor College of Medicine, huandaa bioreactor iliyochapishwa na 3D kwa vipimo. (Mikopo: Jeff Fitlow / Mchele)

Mbinu mpya hukua mfupa wa moja kwa moja kutengeneza majeraha ya ngozi kwa kuambatisha bioreactor iliyochapishwa na 3D-kimsingi, ukungu-kwa ubavu.

Seli za shina na mishipa ya damu kutoka kwa ubavu hupenya vifaa vya kiunzi kwenye ukungu na kuibadilisha na mfupa wa asili unaofaa kwa mgonjwa.

Bioengineer Antonios Mikos, painia katika uwanja wa uhandisi wa tishu, na wenzake teknolojia za pamoja walizozitengeneza wakati wa mpango wa miaka kumi. Lengo ni kuendeleza ujenzi wa craniofacial kwa kutumia faida ya nguvu ya asili ya uponyaji wa mwili.

Watafiti walitengeneza mbinu ya kukuza vipandikizi vya mifupa vinavyofaa ili kurekebisha majeraha ya taya kutoka kwa ubavu wa mgonjwa. (Mikopo: Kikundi cha Utafiti cha Mikos)

Mbinu hiyo inabuniwa kuchukua nafasi ya mbinu za ujenzi wa sasa ambazo hutumia tishu za kupandikiza mfupa kutoka maeneo tofauti ya mgonjwa, kama vile mguu wa chini, nyonga, na bega.

Mfupa mbadala

"Ubunifu mkubwa wa kazi hii ni kutumia bioreactor iliyochapishwa na 3D kuunda mfupa uliopandwa katika sehemu nyingine ya mwili wakati tunapunguza kasoro kukubali tishu mpya," anasema Mikos, profesa wa uhandisi wa bioengineering na uhandisi wa kemikali na biomolecular huko Rice. Chuo Kikuu na mwanachama wa Chuo cha Kitaifa cha Uhandisi na Chuo cha Kitaifa cha Tiba.

"Utafiti wa mapema ulianzisha mbinu ya kuunda vipandikizi vya mfupa na au bila utoaji wao wa damu kutoka mfupa halisi uliowekwa ndani ya uso wa kifua," anasema mwandishi mwenza Mark Wong, profesa, mwenyekiti, na mkurugenzi wa programu wa idara ya upasuaji wa mdomo na maxillofacial na Shule ya Meno ya meno katika Chuo Kikuu cha Texas Kituo cha Sayansi ya Afya huko Houston.

"Utafiti huu ulidhihirisha kwamba tunaweza kuunda vipandikizi vya mifupa kutoka kwa vifaa bandia vya mifupa bandia. Faida kubwa ya njia hii ni kwamba hauitaji kuvuna mfupa wa mgonjwa mwenyewe kutengeneza ufisadi, lakini kwamba vyanzo vingine visivyo vya kiotomatiki vinaweza kutumiwa, ”anasema.

Iliyofungwa na kufunikwa

Ili kudhibitisha dhana yao, watafiti walifanya kasoro ya mstatili katika sheria za kondoo. Waliunda kiolezo cha uchapishaji wa 3D na kuchapisha ukungu inayoweza kupandikizwa na spacer, zote mbili zimetengenezwa na PMMA, pia inajulikana kama saruji ya mfupa. Lengo la spacer ni kukuza uponyaji na kuzuia tishu nyekundu kutoka kujaza tovuti ya kasoro.

Waliondoa mfupa wa kutosha kutoka kwa ubavu wa mnyama ili kufunua periosteum, ambayo ilitumika kama chanzo cha seli za shina na vasculature kwa nyenzo za kijiko ndani ya ukungu. Vikundi vya majaribio vilijumuisha mfupa uliovunjika au vifaa vya fosfeti ya kalisi ya syntetisk ili kutengeneza jukwaa linaloweza kulinganishwa.

Utengenezaji, na ubavu ulio wazi ili kuunda kiunganishi kikali, ilikaa mahali kwa wiki tisa kabla ya kuondolewa na kuhamishiwa kwenye tovuti ya kasoro, ikichukua nafasi ya nafasi. Katika mifano ya wanyama, mfupa mpya uliofungwa kwa tishu ya zamani na laini ilikua karibu na kufunika tovuti.

Kwanini mbavu?

"Tulichagua kutumia mbavu kwa sababu zinapatikana kwa urahisi na chanzo tajiri cha seli za shina na mishipa, ambayo huingia kwenye jukwaa na kukua kuwa tishu mpya za mfupa zinazofanana na mgonjwa," Mikos anasema. "Hakuna haja ya sababu za ukuaji wa nje au seli ambazo zinaweza kutatiza mchakato wa idhini ya udhibiti na kutafsiri kwa matumizi ya kliniki."

Mbavu hutoa faida nyingine. "Tunaweza kukua mfupa mpya kwenye mbavu nyingi kwa wakati mmoja," anasema mwandishi mwenza Gerry Koons, mwanafunzi wa MD / PhD katika Rice na Baylor College of Medicine anayefanya kazi sasa katika maabara ya Mikos.

Kutumia PMMA kwa ukungu na spacer ilikuwa uamuzi rahisi, Mikos anasema, kwani imedhibitiwa kama kifaa cha matibabu kwa matumizi ya kibaolojia kwa miongo kadhaa. Katika Vita vya Kidunia vya pili, wakati ndege za kivita zilipotumia vioo vya upepo vya PMMA, madaktari waligundua kuwa vibarua vilivyowekwa ndani ya marubani waliojeruhiwa hawakusababisha uchochezi na kwa hivyo waliona ni mbaya. Wakati lengo la kwanza la utafiti ni kuboresha matibabu ya majeraha ya uwanja wa vita, picha kubwa ni pamoja na upasuaji wa raia pia.

Matokeo yanaonekana katika Kesi ya Chuo cha Taifa cha Sayansi.

kuhusu Waandishi

Waandishi wa ziada ni kutoka kwa Mchele; Kituo cha Sayansi ya Afya cha Chuo Kikuu cha Texas huko Houston; Chuo cha Dawa cha Baylor; Synthasome, Inc, San Diego; na Kituo cha Matibabu cha Chuo Kikuu cha Radboud, Uholanzi.

Taasisi ya Jeshi la Tiba ya kuzaliwa upya ilifadhili utafiti huo. Msaada wa ziada kwa utafiti ulitoka kwa Taasisi za Kitaifa za Afya, Osteo Sayansi Foundation, Programu ya Wasomi wa Barrow, na Robert na Janice McNair Foundation.

chanzo: Chuo Kikuu Rice

vitabu_sheria