Inżynier i Fizyk Medyczny 5/2016 vol. 5
287
technologie
/
technologies
artykuł naukowy
/
scientific paper
badania cytotoksyczności umożliwiły określenie sposobu od-
działywania materiałów na żywotność i rozwój komórek.
Oba materiały wykazały pozytywne efekty w krótkim prze-
dziale czasowym. Przyrost liczebności populacji w porówna-
niu do próby testowej wyniósł w trakcie 72 godzin aż 17% dla
HA3PD oraz 9% dla HA3DP+PLA. Słabszą aktywność wykazał
materiał impregnowany PLA, jednakże fakt ten wynika z jego
właściwości, jest biotolerowalny i degradowalny, natomiast nie
wykazuje bioaktywności w przeciwieństwie do hydroksyapaty-
tu. W trakcie degradacji polimeru wzrośnie aktywność odsłania-
nej ceramiki, co w dłuższym okresie czasu będzie mieć znaczący
wpływ na tempo namnażania komórek.
W ramach badań wykonano także analizę mikroskopową pró-
bek w celu oceny: liczby komórek, ich morfologii, namnażania
się, a także występowania komórek chorych lub obumarłych. Ba-
dania wykazały bardzo dobrą kondycję komórek zarówno w bli-
skim, jak i dalekim sąsiedztwie krążków testowych, komórki były
jędrne i kształtne bez objawów obumierania. Ilości obumartych
komórek w dołkach z testowanymi materiałami nie wskazują na
ich toksyczne oddziaływanie.
Przeprowadzone testy biologiczne potwierdziły przydat-
ność i skuteczność materiałów w zastosowaniach medycznych.
Analiza cytotoksyczności nie wykazała negatywnego wpływu
na rozwój hodowli komórkowych w sąsiedztwie testowanych
dysków, a nawet wykazała zwiększoną przeżywalność komórek
w porównaniu do próby kontrolnej.
Indywidualizowane wytwarzanie
uzupełnień ubytków kostnych
Przygotowana metoda wykorzystania technologii przyrostowej
przetwarzania ceramicznych materiałów dedykowanych do wy-
twarzania skutecznych uzupełnień ubytków kostnych dostarcza
nowe rozwiązanie dla medycyny rekonstrukcyjnej oraz inżynierii
tkankowej. Proces wytwarzania opiera się na wirtualnym mo-
delu 3D wyrobu. W przypadku modeli anatomicznych za źródło
posłużyć mogą dane pochodzące z tomografii komputerowej,
ultrasonografii czy rezonansu magnetycznego. Z wykorzysta-
niem specjalistycznego oprogramowania możliwe jest przetwa-
rzanie informacji zebranych w trakcie obrazowania medycznego
w celu otrzymania wirtualnego modelu anatomii pacjenta. Na
podstawie geometrii ubytku oraz wiedzy o zakresie i celu plano-
wanej operacji możliwe jest przygotowanie dopasowanego do
przypadku uzupełnienia, a następnie wytworzenie go za pomo-
cą druku przestrzennego. Ogólny schemat postępowania przed-
stawiony został na rysunku 9.
Na schemacie zaznaczono również możliwość zasiedlania
wytworzonych wyrobów hodowlami komórkowymi w celu
zwiększenia szans na szybką i skuteczną regenerację uszkodzo-
nej funkcji organizmu. Podstawowymi filarami współczesnej
inżynierii tkankowej są hodowle komórkowe rozwijane w labo-
ratoriach na podstawie różnych typów komórek oraz systemy
ich przenoszenia do organizmów żywych. Inżynieria tkankowa
obecnie radzi sobie skutecznie z przenoszeniem żywych komó-
rek do wszczepów w przypadku małych obszarów uszkodzeń.
Problem pojawia się w przypadku większych urazów, gdzie wy-
stępuje brak możliwości zapewnienia właściwego podłoża, na
którym mogłyby się zaczepić i rozmnażać. Przygotowane wy-
roby ceramiczne z uwagi na wykazaną mikroporowatość mogą
stać się skutecznym narzędziem przenoszenia żywych komórek
do ciał pacjentów. Zapewniając podłoże do zasiedlenia i rozwo-
ju, jednocześnie pełniące trwale lub czasowo funkcję podpory
tkanek otaczających ubytek i przenoszące występujące w tym
miejscu obciążenia.
W ramach przygotowanej metody przeprowadzono pilo-
tażowe próby wytworzenia odwzorowania geometrycznych
Rys. 9
. Schemat przygotowania indywidualizowanego uzupełnienia ubytku kostnego z wykorzystaniem technologii druku przestrzennego 3DP
Źródło: opracowanie własne.
