ساخت استخوان های هایپرالاستیک با کمک فناوری پرینت سه بعدی

محققان توانسته‌اند تا با استفاده از مواد اولیه‌ای خاص و با کمک فناوری پرینت سه‌ بعدی استخوان‌هایی را موسوم به Hyperelastic یا HB تولید کنند. گفته می‌شود که این استخوان‌ها آینده‌ی جراحی‌های ترمیمی را متحول خواهند کرد. جراحان می‌توانند این مواد را در زیر پوست کار بگذارند تا بافت بر روی آن شکل بگیرد یا آنها را مستقیما به عنوان استخوان اصلی در بدن بیمار مورد استفاده قرار دهند. تا به امروز استفاده از این مواد بر روی انسان انجام نگرفته است ولی آزمایش‌های صورت گرفته بر روی حیوانات از موفقیت‌آمیز بودن این روش خبر می‌دهند.
ماده‌ی اولیه‌ی این استخوان نوعی کلسیم به اسم Hydroxylapatite است که به طور طبیعی در استخوان‌ یافت می‌شود و در جراحی‌های ترمیمی استفاده‌ی زیادی دارد. دانشمندان با ترکیب این کلسیم با نوعی پلیمر ویژگی انعطاف‌پذیری را به آن اضافه کرده‌اند.
 

 
رامیل شاه یکی از محققان همکار در این تحقیق می‌گوید:

زمانی که برای اولین بار با استفاده از پرینتر سه بعدی این ماده‌ی خاص را تولید کردیم همگی شگفت‌زده بودیم. با ماده‌ای رو‌به‌رو بودیم که انعطاف‌پذیری بالایی دارد و مدام به حالت اولیه خود برمی‌گردد. استخوان هایپرالاستیک به راحتی بریده، خم یا جمع می‌شود و می‌توان از آن در مکان‌های مختلف و بدون استفاده از مواد چسبی استفاده کرد. مزیت دیگر این استخوان حالت متخلخل و جاذب آن است که برای یک بافت به فرم استخوان‌ ضروری محسوب می‌شود. بنابراین ایجاد بافت‌های خونی در اطراف آن پس از جراحی به سرعت انجام می‌گیرد.

دانشمندان استخوان‌های هایپر الاستیک را در موقعیت‌های مختلف آزمایش کرده‌اند. یکی از مهم‌ترین آزمایش‌هایی که تا کنون انجام گرفته، به کار بردن سلول‌های بنیادی بر روی این استخوان‌ها بوده است. در این آزمایش از HB به عنوان یک پایه برای رشد سلول‌های بنیادی استفاده شد. سلول‌های بنیادی بر روی استخوان شروع به رشد کرده و بعد از چند هفته مواد استخوانی خود را تولید کردند که اتفاقی مهم تلقی می‌شود.

در تجربه‌ای دیگر دانشمندان استخوان هایپرالاستیک را زیر پوست موش کار گذاشتند. در این آزمایش نیز سلول‌های اطراف با عضو تازه‌وارد یکپارچه شدند، در عین حال سیستم دفاعی بدن واکنشی منفی به آن نشان نداد.
به علاوه جراحان از این مواد هایپرالاستیک به عنوان استخوان اصلی مهره در ستون فقرات موش و به عنوان قسمتی از جمجمه‌ی میمون استفاده کردند. در این موارد هم استخوان هایپرالاستیک به خوبی با بدن میزبان هماهنگ شد و توانست بافت‌های خونی را در اطراف خود ایجاد کند. با تمام این تفاسیر تعداد جراحی‌های موفق در میان حیوانات کم بوده و برای پیدا کردن نتیجه‌ی بهتر در میان نمونه‌های بیشتری باید آزمایش شود.
برای استفاده‌ی استخوان‌های هایپرالاستیک برای انسان‌ زمان زیادی باقی مانده است. با این حال یکی از ویژگی‌های مهم این استخوان مصنوعی هزینه‌ی پایین تولید آن است که باعث می‌شود استفاده‌ی گسترده‌ی آن را در آینده شاهد باشیم. پرینت سه بعدی علاوه بر کاهش هزینه‌ها، مزایایی مانند سهولت در بسته‌بندی، حمل‌‌و‌نقل و نگهداری و قابلیت تولید بر اساس نیازهای بیمار را نیز در بر دارد. بنابراین می‌توان بنابر نیاز هر بیمار استخوان مورد نیاز وی را تولید کرد. این ویژگی‌ها به خصوص برای کشور‌های در حال توسعه با زیرساخت‌های بهداشتی کم، بسیار ایده‌آل به نظر می‌رسد.