3D-printer drukt beenderen af

Onderzoekers van de Washington State-universiteit hebben een 3D-printer gebruikt om een beenachtig materiaal te printen dat in orthopedische en andere procedures gebruikt kan worden.

Samen met echte beenderen gedraagt het materiaal zich als een soort steiger waaraan nieuw beendermateriaal kan groeien. Uiteindelijk lost het materiaal gewoon op, voorlopig zonder negatieve bijwerkingen.

De onderzoekers rapporteren succesvolle invitrotests en werken nu aan een invivotest bij ratten en konijnen. “Het is mogelijk dat de dokters binnen enkele jaren bestellingen op maat kunnen maken”, zegt Susmita Bose, professor in WSU’s School of Mechanical and Materials Engineering.

Vier jaar onderzoek
“Wanneer een dokter een CAT-scan heeft van een ‘defect’, kunnen we dat omzetten naar een CAD-bestand en zo een aangepaste beenderstructuur printen”, zegt Bose.

Het materiaal is het resultaat van vier jaar multidisciplinair onderzoek dat chemie, materiaalwetenschap, biologie en productie omvat. De grootste ontdekking is dat de toevoeging van silicium en zink het hoofdbestandeel calciumfosfaat dubbel zo sterk maakt.

De onderzoekers spendeerden ook een jaar aan het aanpassen van een commercieel verkrijgbare ProMetal 3D-printer die metalen objecten kan printen.

Hoe werkt het?
De inkjet bespuit een plastic binder boven verschillende lagen poeder van 20 micron dik, ongeveer de helft van de dikte van een menselijke haar. De printer volgt de instructies van de computer en creëert zo een gekanaliseerde cilinder. Na amper een week in een oplossing met jonge beendercellen groeide op de geprinte steun een netwerk van nieuwe beendercellen.