Vědci z Biomedicínského centra Lékařské fakulty v Plzni ve spolupráci se skupinou Pokročilých biomateriálů Lucy Vojtové z CEITEC VUT v Brně a s islandskými partnery výzkumného centra IceTec a firmy Genis hf. pracují na vývoji pokročilých kostních implantátů vytisknutých na míru pacientovi metodou přímého tisku extruzí.

3D tisk
3D tisk
Foto: Biomedicínské centrum LF v Plzni

Na česko-islandském projektu ProfiBone je unikátních hned několik přístupů. První z nich je materiál neboli kostní tmel – tzv. bioinkoust, z něhož se implantáty tisknou. Jde o tzv. tixotropní polymer obohacený o fosforečnan vápenatý vyvinutý v CEITEC VUT v Brně. Tixotropní zjednodušeně řečeno znamená, že čím více se na kostní tmel působí silou, tím je tekutější, což je ideální vlastnost pro přesný 3D tisk využívající trysky tenké pouze 0,2 mm. Fosforečnan vápenatý reprezentuje přirozenou anorganickou složku kostní tkáně a implantát díky němu získává tvrdost blížící se tvrdosti skutečné kosti. Složení kostního tmelu podporuje tvorbu nové zdravé kostní tkáně v místě defektu za současné degradace implantátu, který se rozpadá na přirozené látky těla, což je v oblasti pokročilých kostních náhrad jedna z klíčových cílových charakteristik implantátů. Druhým unikátním přístupem je možnost přidávat do kostního tmelu bioaktivní látky podporující přirozenou regeneraci kostního defektu nebo zajišťující prevenci, například rozvoje zánětu v kosti. Některé z nich dodávají islandští partneři. Aby mohl být kostní tmel o tyto biologicky aktivní látky obohacen, musí být splněna další podmínka vyvíjené technologie 3D tisku - tisk i následné procesy musí probíhat za fyziologických podmínek, čímž je zachována biologická funkce přidaných substancí.

3D tiskl vzorečky
3D tiskl vzorečky
Foto: Biomedicínské centrum LF v Plzni

Dosud největší výzvou, které tým během druhým rokem probíhající spolupráce čelil, byl tisk miniaturních vzorečků. Pro účely biologického testování vytisknutých implantátů, jež má na starosti skupina Lucie Vištejnové v Biomedicínském centru v Plzni, museli vědci z Brna vytisknout implantáty o velikosti 2 x 4 mm tvarem připomínající známý brněnský orloj. První připravené implantáty se bořily, slévaly v beztvarou hmotu a celkově nefungovaly tak, jak bylo třeba. Trpělivou a pečlivou optimalizací dílčích technologických kroků byly obtíže překonány a plzeňští vědci se mohli pustit do testování připravených vzorků.

workshop ReykjavikSoučástí česko-islandské spolupráce je setkávání členů týmu a sdílení získaných poznatků s odbornou veřejností. V srpnu letošního roku Lucie Vištejnová, Lucy Vojtová a Gissur Örlygsson v Reykjavíku uspořádali workshop s názvem „International Workshop on Bone and Soft Tissues Engineering - Structure, chemistry, biomechanics and biology“, kde prezentovali svůj projekt a výsledky diskutovali nejen s vědci z Plzně a Brna, ale také islandskými kolegy z IceTec, Genis a místní Reykjavik University.

Téma biomedicíny a využívání nových materiálů, například v lékařství, vydefinoval Plzeňský kraj jako specializace, které systematicky v regionu rozvíjí a na kterých chce postavit svou budoucnost. Budování identity kraje v oborových specializacích, rozvoj infrastruktury a podpora inovativních řešení probíhá například v rámci projektu Smart Akcelerátor Plzeňského kraje II.  

Realizováno v rámci projektu Smart Akcelerátor Plzeňského kraje II, reg. č.: CZ.02.2.69/0.0/0.0/18_055/0016623.

logo EU MSMT
 
 
Text nevyjadřuje názor redakce