Tampereen yliopistossa on syntynyt uraauurtava 3d-tulostukseen sopiva keraaminen implanttimateriaali, joka jäljittelee erittäin tarkasti ihmisen luonnollista luuta.
Uuden teknologian avulla voidaan vauhdittaa luukudoksen uusiutumista ja edistää luuvaurioiden tehokkaampaa hoitoa.
Implantin tukirakenne tehdään hydroksiapatiitista, josta myös luonnollisen luun mineraalirakenne koostuu.
”Kun käytämme samaa materiaalia kuin luonto ja muotoilemme sen keraamisen 3d‑tulostuksen avulla, implantti voidaan räätälöidä tarkasti potilaan yksilöllisen luuvaurion mukaiseksi ilman lääkkeitä tai kasvutekijöitä, joihin voi liittyä haittavaikutuksia”, kuvailee tutkijatohtori Antonia Ressler.
Ressler johti EU:n Horisontti Eurooppa -ohjelman rahoittamaa AffordBoneS-hanketta, jossa uusi materiaali syntyi.
Menetelmän kehitys jatkuu parhaillaan käynnissä olevassa GlassBoneS-hankkeessa. Resslerin mukaan uudenlaiset implantit voivat tulla rutiininomaiseen käyttöön jo ensi vuosikymmenellä.
Sekä kestävä että biologisesti toimiva
Keraaminen 3d‑tulostus on edistynyt valmistusmenetelmä, jonka ansiosta on mahdollista muokata huokosten kokoa ja niiden välisiä yhteyksiä. Näin edistetään solujen kasvua ja ravinteiden kulkeutumista implantin sisällä.
Parhaiksi osoittautuivat implantit, joissa huokoskoko on noin 400 mikrometriä ja huokoisuus 45 prosenttia.
”Tällainen rakenne on sekä kestävä että biologisesti toimiva. Luunmuodostajasolut pääsevät implantin sisään ja alkavat muodostaa uutta luuta”, Ressler kuvailee.
Pienetkin muutokset biomateriaalin kemiallisessa koostumuksessa tai pintaominaisuuksissa voivat vaikuttaa solujen käyttäytymiseen.
”Havaitsimme, että valmistuksessa tarvittavat korkeat lämpötilat voivat muuttaa materiaalin pintaa siten, että solujen on vaikeampi kiinnittyä siihen.”
Maailman ensimmäisiä alallaan
Materials Today Bio -lehden julkaisemaamperelaistutkimus on yksi maailman ensimmäisistä, jossa suunniteltiin, 3d-tulostettiin ja arvioitiin luuta jäljittelevä keraaminen tukirakenne. Näin luotiin vahva perusta yksilöllisen lääketieteen tuleville kliinisille sovelluksille.
Luuvaurioiden nykyiset hoidot perustuvat tavallisesti potilaalta itseltään tai luovuttajalta otettuun luuhun, joka siirretään vauriokohtaan. Maailmassa tehdään vuosittain yli kaksi miljoonaa luunsiirtoleikkausta.
Oikean luun saatavuus on kuitenkin rajallinen. Toinen ongelma on, että luunsiirrot voivat vaatia lisäleikkauksia, johtaa pitkiin toipumisaikoihin ja altistaa potilaan erilaisille komplikaatioille.
Turvallisempien ja tehokkaampien luuvauriohoitojen tarve kasvaa sitä mukaa kuin väestö ikääntyy.
Päivi Ikonen
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
