Индивидуальные костные имплантаты, выращенные внутри пациента 26-03-2019 Исследователи из Университета Райса разработали методику создания инженерной ткани, адаптированной к конкретному дефекту. Из ребра при помощи стволовых клеток и кровеносных сосудов выращивают натуральный костный материал, который адаптирован к пациенту и может быть пересажен на нижнюю челюсть.
Цель исследования – проведение передовых операций в области черепно-лицевых реконструкций, с использованием природных целительных сил организма. Эта методика была разработана для замены существующих методов реконструкции, при которых используется аутогенный костный трансплантат, собранный из разных областей, таких как голень, бедро и плечо.
"Основным нововведением в этой работе является использование 3-D печатного биореактора для формирования кости, выращенной в другой части тела, в то время как мы подготавливаем дефект, чтобы принять новообразованную ткань", - сказал соавтор доктор Антониос Микос, профессор биоинженерии и химико-биомолекулярной инженерии в Университете Луи Колдера.
Исследователи сделали прямоугольный дефект в нижней челюсти овец. Они создали шаблон для 3-D печати и напечатали имплантируемую форму и прокладку, обе из ПММА (Polymethylmethacrylate ), также известного как костный цемент. Цель прокладки состояла в том, чтобы способствовать заживлению и предотвратить образование рубцовой ткани в месте дефекта.
Они удалили достаточно кости из ребра животного, чтобы обнажить надкостницу, которая служила источником стволовых клеток и сосудистой системы для создания каркаса внутри формы. Тестируемые группы включали измельченную кость ребра и синтетические материалы на основе фосфата кальция для создания биосовместимого каркаса.
Форма на открытой стороне ребра для создания плотного контакта, оставалась на месте в течение девяти недель. Затем ее удалили и перенесли на место дефекта, заменив прокладку. В моделях на животных новая кость переплеталась со старой и мягкой тканью, росла вокруг и покрывала участок.
"Мы решили использовать ребра, потому что к ним легко получить доступ, и они являются богатым источником стволовых клеток и сосудов, которые проникают в каркас и превращаются в новую костную ткань, подходящую для данного пациента", - заявил Микос. По словам Микоса, использование ПММА для формы и прокладки было простым решением, так как оно десятилетиями использовалось в качестве медицинского устройства для биологических целей. Во время Второй Мировой Войны, когда ПММА использовался в качестве лобового стекла для истребителей, врачи заметили, что осколки, попавшие в раненых пилотов, не вызывали воспаления, и, поэтому посчитали его безопасным.
"Мы рады объединить эту талантливую команду и обеспечить многообещающие результаты для будущего исцеления раненых солдат и других пациентов, нуждающихся в передовых методах лечения челюстно-лицевой области", - сказал Микос.
Исследование, озаглавленное "Реконструкция нижней челюсти с использованием биоматериалов с использованием биореакторов in vivo", было опубликовано 18 марта 2019 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America