Der Kieferknochen ist nicht in der Regel verbunden mit der Rippe Knochen, aber es könnte in einem Notfall.
Rice University Biotechnologen Kenntnisse und Ihre Kollegen haben eine Technik entwickelt, um zu wachsen, live-Knochen zu reparieren kraniofazialen Verletzungen durch die Anbringung eines 3-D-gedruckte Bioreaktor—im Grunde eine Form—zu einer Rippe. Stammzellen und Blutgefäße aus der Rippe infiltrieren Gerüst material in der Form und ersetzen Sie es mit natürlichen Knochen-custom-Passform für den Patienten.
Forscher an der Rice, dem University of Texas Health Science Center in Houston (UTHealth) und am Baylor College of Medicine die Studie leitete, und die Ergebnisse erscheinen in den Verfahren der National Academy of Sciences.
Angeführt von bioengineer Antonios Mikos, ein Pionier auf dem Gebiet des tissue engineering, kombinierten die Forscher Technologien, die Sie entwickelt haben, während ein Jahrzehnt-lange-Programm gefördert durch das Armed Forces Institute of Regenerative Medizin. Das Ziel ist die Förderung der kraniofazialen Rekonstruktion durch die Nutzung der körpereigenen natürlichen Heilkräfte.
Die Technik ist entwickelt, um ersetzen die aktuelle Rekonstruktion Techniken, die das Knochen-Transplantat-Gewebe geerntet aus verschiedenen Bereichen in einem Patienten, wie die Unterschenkel, Hüfte und Schulter.
„Eine wichtige innovation dieser Arbeit ist die Nutzung eines 3-D-gedruckte Bioreaktor bilden Knochen angebaut, in einem anderen Teil des Körpers, während wir erst die Mangel zu akzeptieren, die neu generierten Gewebes,“ sagte Mikos, der Louis Calder Professor von Biotechnik und Chemie und Biomolecular Engineering an der Rice und einem Mitglied der National Academy of Engineering und der National Academy of Medicine.
„Frühere Studien gegründet, eine Technik für die Erstellung von knochentransplantaten mit oder ohne eigene Blutversorgung, die aus echten Knochen implantiert in die Brusthöhle“, sagte co-Autor Mark Wong, ein professor, Vorsitzender und Programm Direktor der Abteilung für Mund -, Kiefer-und Gesichtschirurgie mit der Schule von Zahnheilkunde an der UTHealth. „Diese Studie zeigte, dass könnten wir schaffen tragfähige Knochen-Transplantate aus der künstlichen Knochenersatzmaterialien.
„Der große Vorteil dieses Ansatzes ist, dass Sie nicht brauchen, um die Ernte eines Patienten eigenen Knochen, um ein Knochentransplantat, aber das andere nicht-Autogenes Quellen verwendet werden können“, sagte er.
Um zu beweisen, Ihr Konzept, die Forscher gemacht eine rechteckige defekte im Unterkiefer von Schafen. Sie erstellt eine Vorlage für die 3-D-Druck und gedruckte implantierbarer Form und einem Distanzstück, beide aus PMMA, auch bekannt als Knochenzement. Das Ziel der spacer ist um die Heilung zu fördern und verhindern, dass Narbengewebe aus-Füllung der Mangel Website.
Sie entfernt genug Knochen aus der Tier-Modell der Rippe aussetzen, das Periost, das diente als eine Quelle von Stammzellen und Gefäßsystem zu Samen scaffold-material im inneren der Form. Test-Gruppen enthalten zerkleinert Rippe Knochen oder synthetischen Kalzium-Phosphat-Materialien, um die biokompatiblen Gerüst.
Die Form, mit der rib-Seite öffnen, erstellen Sie eine enge Schnittstelle, blieb im Ort für neun Wochen vor der Entfernung und den transfer zum Ort des Mangels, und ersetzen die Abstandhalter. In der Tier-Modelle, die neuen Knochen gestrickt, die alten-und Weichteil-wuchs rund und bedeckt die Seite.
„Wir haben mit rippen, weil Sie leicht zugänglich sind und eine reiche Quelle an Stammzellen und Blutgefäße, wodurch infiltrieren, die Gerüst und wachsen in neuen Knochengewebes entspricht, der patient,“ Mikos sagte. „Es gibt keine Notwendigkeit für exogene Wachstumsfaktoren oder Zellen, die das erschweren würden, die behördlichen Genehmigungsverfahren und die übersetzung in klinische Anwendungen.“
Rippen bieten noch einen weiteren Vorteil. „Wir können möglicherweise wachsen neue Knochen auf mehreren rippen zur gleichen Zeit,“, sagte co-Autor Gerry Koons, ein M. D./Ph. D.-student an der Rice und Baylor, der zurzeit in Mikos‘ lab.
Verwendung von PMMA für die Form und spacer war eine einfache Entscheidung, Mikos gesagt, wie es geregelt wurde als ein medizinisches Gerät für die biologische Anwendungen seit Jahrzehnten. Im zweiten Weltkrieg, als PMMA verwendet wurde, als eine Windschutzscheibe für Kampfflugzeuge, ärzte bemerkt, dass die Scherben eingebettet in Verletzten Piloten nicht die Entzündung verursachen und so hielt es gutartig.
Während der Studie das erste Ziel ist die Verbesserung der Behandlung von battlefield Verletzungen, das große Bild schließt zivile Operationen als gut.
