チタンインプラントや自家骨移植などの従来の骨欠損治療では、大きな骨欠損の治療には限界があり、周囲の骨組織が損傷を受けやすくなります。 これらの問題に対処するために、BioStruct プロジェクトは、治癒へのより骨に優しいアプローチのための生体吸収性インプラントに取り組んでいます。
写真
△ドイツのアーヘン工科大学が開発した 3D プリントされた亜鉛-マグネシウム合金、PLA 製の下顎骨モデルは、ZnMg 製の欠陥適合インプラントと組み合わされています。
2023 年 3 月 20 日、Antarctic Bear は、BioStruct プロジェクトの一環として、ドイツの RWTH アーヘン大学が格子構造用の新しい亜鉛-マグネシウム合金の組み合わせを研究していることを知りました。 彼らは、レーザー ビーム粉末床核融合 (PBF-LB) が、このような構造を生成できる唯一のプロセスであると考えています。
写真
△PBF-LB技術で作製した亜鉛-マグネシウム合金格子構造、柱径200μm
レーザービーム粉末床融合、患者固有のインプラントの新たな希望?
レーザービーム粉末床融合は、適用部位での機械的ストレスや腐食挙動などの特定の患者のニーズを満たすことができるインプラントの新しい設計オプションを開きます。 格子構造設計アプローチを使用して、格子セルのジオメトリと配置は、指定された要件に従ってパラメトリックに作成されます。 得られた格子構造は、骨欠損の位置に合わせて調整され、PBF-LB 技術を使用して製造する準備ができています。
この研究では、科学者は亜鉛に少量のマグネシウムを加えることで、結晶粒の微細化とターゲットを絞った微細構造の調整を達成しました。 彼らは、亜鉛-マグネシウム合金を使用して最初の格子構造を作成しました。これは、顎骨インプラントとして効果的で再現性があることが実証されました。 デモンストレーターで使用される格子構造は、200 μm のピラー直径を持っています。
BioStruct プロジェクトの研究成果は、亜鉛-マグネシウム合金インプラントの製造と生体適合性から得られた知識に基づいて設計されたインプラントの製造に適用されます。 さらに、設計プロセスも最適化および自動化されます。
ドイツの RWTH アーヘン大学チームは、材料および後処理に固有のデータベース、およびアプリケーション固有のデータベースを作成して、患者および生産関連のニーズを設計プロセスに自動的に統合していると要約できます。 このプロジェクトの最も重要な目標は、特定の患者の要件を満たし、より穏やかな治療を可能にするオーダーメイドの生体吸収性インプラントを製造することです。
写真
△ デルフトの研究者は多孔質鉄を使用して生分解性骨インプラントを 3D プリント
3D プリントによる骨インプラントの進歩
デルフト工科大学のエンジニアは、押し出しベースの 3D プリントを使用して、骨を置き換える大きな可能性を秘めた多孔質鉄の生分解性インプラントを作成しました。 これらの一時的なインプラントは体内に吸収され、長期的な炎症のリスクを軽減し、重大な骨欠損を治療する多孔質構造の設計と製造を可能にします。
写真
△科学者は、3Dプリンターと生きた細胞を含むゲル状の材料を使用して骨のような構造を印刷する方法を考え出しました
同時に、オーストラリアのニュー サウス ウェールズ大学 (UNSW) の研究者は、生きた細胞で構成される骨のような構造を 3D プリントできる新しい技術を開発しました。この技術は、骨組織工学、疾患モデリング、薬物スクリーニングに応用できる可能性があります。 この技術は、患部に直接押し出すことができるセラミックベースのインクを使用して、軟骨および骨欠損のその場での再建を容易にします。 この発見は、UNSW の School of Chemistry の准教授 Kristopher Kilian と Dr Iman Roohani と共同で行われ、室温で細胞で満たされた「骨格」の印刷を可能にします。
