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Universität Nottingham: Biosubstanz für Knochenrekonstruktionen mit 3D-Drucker entwickelt

An der Universität in Nottingham ist einem Team aus Wissenschaftlern die Entwicklung einer neuen Biosubstanz gelungen, die mit 3D-Druckern hergestellt werden konnte und in der Lage sein könnte Knochenbrüche schneller zu heilen.

Die Entwicklung unterschiedlicher 3D-Drucktechniken wird vor allem in der Medizin zu einem echten Segen. Jeden Tag werden neue 3D-Drucker und deren Materialien dafür eingesetzt Prothesen herzustellen, Implantate zu produzieren oder neue Techniken zu finden, wie man bestimmte Erkrankungen heilen kann. Jetzt hat ein Wissenschaftler an der Universität in Nottingham eine Materie entwickelt, die Knochen rekonstruieren könnte.

Dr. Jing Yang und sein Team haben an einer Teig ähnlichen Biosubstanz gearbeitet, die nicht nur aus dem 3D-Drucker stammt, sondern in der Lage sein könnte Proteine zu transportieren und so Knochenbrüche zu heilen. Wenn sie in den Knochen eingeleitet werden würde, könnten zusätzliche Zellen und Proteine hinzugegeben werden, um so die Heilung durch die neugewonnene Substanz zu beschleunigen. Das Biomaterial aus dem 3D-Drucker wird dabei aus lebenden menschlichen Zellen und anderen Substanzen zusammengemischt.

Jing Yang

Dr. Jing Yang und der Fab@Home Bio-3D-Drucker (Foto: © 3dprint.com)

Laut Yang, kann die „Paste“ bei Raumtemperatur hergestellt werden. Sie besteht außerdem aus L-lactic-co-glycolic (PLGA), einer Substanz auf Milchsäurebasis, die vom menschlichen Körper leicht abgebaut werden kann, und Polyethylenglycol, einem wasserlöslichen Polymer, der vielseitig in der Medizin und Pharmazie eingesetzt wird. Beide Stoffe werden dabei in einer Flüssigkeit transportiert.

3D-Drucktechnologien werden sehr gerne in der Gewebekonstruktion (Tissue Engineering) gesehen, denn in diesem Gebiet wird immer eine geeignete Druckumgebung gebraucht, die aber mit lebenden Zellen nicht kompatibel ist und andererseits haben genau diese Materialien, die mit den Zellen kompatibel sind, nicht genug mechanische Eigenschaften um bestimmten Anwendungen genügen zu können, verrät Yang dem Online-Blog 3dprint.com. Die neue Technik könnte dieses Problem schon bald beseitigen.

Biosubstanz aus 3D-drucker

Die Teig artige Substanz aus dem 3D-Drucker, die irgendwann Knochen rekonstruieren könnte (Foto: © IOP Publishing)

Zusätzlich kann das neue Material ganz leicht mit einer Injektionsspritze eingeführt werden, das Material selbst sei dabei sehr belastbar. In der Orthopädie wird es immer üblicher Materialien anzuwenden, die sich den Strukturen des Knochens anpassen und mit angereicherten Zellen den Knochen bei jedem Heilungsschritt unterstützen. Oftmals scheitern die Hydrogele jedoch an mangelnder Steife.

Dieses Projekt wurde in einer wissenschaftlichen Arbeit festgehalten, in welcher auch erläutert wurde, dass ein Fab@Home Biodrucker genutzt wurde. Es zeigt erneut, was 3D-Drucker in der Medizin so alles erreichen können.

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