vol. 5 5/2016 Inżynier i Fizyk Medyczny
288
technologie
\
technologies
artykuł naukowy
\
scientific paper
anatomicznych struktur pacjentów na podstawie danych po-
chodzących z tomografii komputerowej. Zaprezentowany
poniżej częściowy model żuchwy doskonale prezentuje nowe
możliwości.
Literatura
1.
M.M. Pereira, J.R. Jones, L.L. Hench:
Metallic materials – science
and application as biomaterials, Biomaterials: fundamentals and
applications
, 2006, 39-58.
2.
E. Giordani, A.M. Jorge, O. Balancin:
Corrosion properties of two
austenitic stainless steels used as biomaterials
, Rapid Prototyping
Journal, 10, 2003, 207-211.
3.
M.E. Ramosoeu, H.K. Chikwanda, A.S. Bolokang, G. Booysen,
T.N. Ngonda:
Additive manufacturing: characterization of Ti-6Al-4V
alloy intended for biomedical application, Southern African Institute
of Mining and Metallurgy advanced metals initiative: light metals
conference
, Muldersdrift, 2010.
4.
M. Terada, R.A. Antunes, A. Padilha, I. Costa:
Corrosion resistan-
ce of three austenitic stainless steels for biomedical applications
,
Materials and Corrosion, 58, 2007, 762-766.
5.
A.W. Blom, J.L. Cunningham, G. Hughes, T.J. Lawes, N. Smith,
G. Blunn, I.D. Learmonth, A.E. Goodship:
The compatibility of ce-
ramic bone graft substitutes as allograft extenders for use in impac-
tion grafting of the femur
, J Bone Joint Surg Br., 87, 2005, 241-245.
6.
J.F. Osborne, H. Newesely:
The material science of calcium phos-
phate ceramics
, Biomaterials 1, 1980, 108-111.
7.
O.S. Schindler, S.R. Cannon, T.W. Briggs, G.W. Blunn:
Composite
ceramic bone graft substitute in the treatment of locally aggressive
benign bone tumors
, J. Orthop. Surg., 2008, 66-74.
8.
O. Adamopoulos, T. Papadopoulos:
Nanostructured bioceramics
for maxillofacial applications
, J. Mater. Sci. Mater. Med., 2007,
1587-1597.
9.
M. Risbud, D.W. Hutmacher, M. Sittinger:
Scaffold-based tissue
engineering: rationale for computer-aided design and solid free-
-form fabrication systems
, Trend of Biotechnology, 22, 2004,
354-362.
10.
E. Chlebus, M. Frankiewicz:
Rapid Tooling in integrated develop-
ment of injection moulds, International User’s Conference on Rapid
Prototyping & Rapid Tooling & Rapid Manufacturing. High-tech so-
lutions and best-practice concepts
, 2005.
11.
A.C. Guyton:
Textbook of medical physiology, Philadelphia
, Saun-
ders, 1991.
12.
S. Weiner, W. Traub, H.D. Wagne:
Lamellar Bone, Structure-Func-
tion Relations
, Journal of Structural Biology, 125, 1999, 241-255.
13.
S. Dorozhkin:
Calcium orthophosphates
, Journal of Materials
Science, 42, 2007, 1061-1095.
14.
C. Nich, P. Bizot, R. Nizard, L. Sedel:
Femoral reconstruction with
macroporous biphasic calcium phosphate ceramic in revision hip
replacement
, Key Engin. Mater., 2003, 853-856.
15.
D. Le Nihouannen, L. Duval, A. Lecomte, M. Julien, J. Guicheux,
G. Daculsi, P. Lazrolle:
Interactions of total bone marrow cells with
increasing quantities of macroporous calcium phosphate ceramic
granules
, J. Mater. Sci. Mater. Med., 2007, 1983-1990.
16.
K.A. Hing, L.F. Wilson, T. Buckland:
Comparative performance
of three ceramic bone graft substitutes
, Spine Journal, 2007,
475-490.
17.
T. Lerner, V. Bullmann, T.L. Schulte, M. Schneider, U. Liljenqvist:
A level-1 pilot study to evaluate of ultraporous beta-tricalcium pho-
sphate as a graft extender in the posterior correction of adolescent
idiopathic scoliosis
, European Spine Journal, 18, 2009, 170-179.
18.
M.J. Mondrinos, R. Dembzynski, V. Byrapogu, D.M. Wootton,
P.I. Lelkes, J. Zhou:
Porogen-based solid freeform fabrication of
polycaprolactone-calcium phosphate scaffolds for tissue engine-
ering
, Biomaterials, 2006, 25, 4399-4408.
19.
M. Rusińska:
Wytwarzanie scaffoldów ceramicznych technologia-
mi generatywnymi
, Rozprawa Doktorska, Wrocław 2013.
20.
P.V. Giannoudis, T.A. Einhorn, D. Marsh:
Fracture healing: the dia-
mond concept
, Injury, 38, 2007, 3-6.
21.
C.E. Raposo-Amaral, D.F. Bueno, A.B. Almeida, V. Jorgetti, C. Co-
sta, C.H. Gouveia, L.C. Vulcano, R.D. Fanganiello, M.R. Passos-
Bueno, N. Alonso:
Is bone transplantation the gold standard for re-
pair of alveolar bone defects?
, Journal Tissue Engeneering, 2014.
22.
J.R. Porter, T.T. Ruckh, K.C. Popat:
Bone tissue engineering: a re-
view in bone biomimetics and drug delivery strategies
, Biotechnol
Prog., 2009, 1539-1560.
Rys. 10
. Model wirtualny wybranego przypadku struktur kostnych pacjenta
wraz z modelem fizycznym wytworzonym w oparciu o przygotowaną metodę
z HA3DP+PLA
Źródło: opracowanie własne.
Zaprezentowany powyżej przykład miał za zadanie jedynie
weryfikację możliwości wytwórczych nowej metody z uwzględ-
nieniem ograniczeń technologicznych oraz wytrzymałościo-
wych materiału. Bazując na otrzymanych wynikach, możliwe
jest wytwarzanie uzupełnień tkanki kostnej dopasowanych do
przypadku.
Podsumowanie
Potrzeba syntetycznych substytutów kości jest jednym z waż-
niejszych problemów, z jakimi boryka się współczesna inżynieria
tkankowa. Głównym celem jest pokonanie ograniczeń poprzez
dostarczenie wysokiej jakości heterogenicznych przeszczepów
w większych ilościach. Ponadto wytwarzanie implantów orto-
pedycznych zdolnych do stymulowania i podtrzymywania natu-
ralnych procesów zachodzących w żywych tkankach, a zwłasz-
cza procesów osteogenezy, osteointegracji oraz formowania
funkcjonalnych tkanek. Poszukiwanie rozwiązań tych zagadnień
w ciągu ostatnich lat przyczyniło się do rozwoju wielu alterna-
tywnychmetod dedykowanych regeneracji tkanek. Przygotowa-
na metoda indywidualizowanych ubytków kostnych w oparciu
o wytwarzanie przyrostowe oraz materiały ceramiczne stanowi
obiecujący kierunek dalszego rozwoju. Wykazano istniejący po-
tencjał praktycznych aplikacji medycznych. Wytwarzanie pro-
duktów dopasowanych do charakterystyk pojedynczych pacjen-
tów stanowić może skuteczne narzędzie leczenia w sytuacjach
kiedy konwencjonalne metody leczenia oraz dostępne rozwiąza-
nia nie są wystarczające. Indywidualizowane wyroby medyczne
mogą pomóc w przypadkach skomplikowanych złamań, resekcji
lub patologicznych dysfunkcji układu szkieletowego człowieka.
Równocześnie skutecznie ograniczą one konieczność wykorzy-
stywania autograftów, zmniejszając ryzyko komplikacji i wydłu-
żony czas rekonwalescencji po przeszczepach autogennych.