Denna 3D-tryckta "Hyperelastic Bone" kommer att omvandla medicin

Brutna ben är sjukvårdsbanans banan, trots läkarnas bästa försök att pumpa frakturer som är fulla av dyra, tillväxtframkallande kemikalier och ger stöd. Men när det gäller krossade skelett är det i slutändan inte mycket att göra men vänta. En bisarr ny substansforskare med namnet "hyperelastiskt ben" är dock inställt på att skämma ut de otåliga.

Föreställ dig en trasig arm, som Harry Potters berömda Quidditch-misshandlade lem i Hemligheternas kammare. Inuti är en av de långa benen splittrad i två. Utan magisk Skele-Gro att vända sig till forskare vid Northwestern University, publicerar sin studie i Science Translational Medicine idag räknade ut hur man klämmer upp klyftan mellan de här benen med hjälp av ett ämne som de kallar hyperelastiskt ben - eller HB för korta. Det häftiga materialet blir 3D-tryckt i rätt form, då blir den komprimerad och kilad in i utrymmet, där den kommer att expandera för att fylla i vinklarna och vallarna i det trasiga benet. Tänk på en scrunched-up marshmallow wedged i en spricka.

"Eftersom det är elastiskt kan det pressas in i en defekt i utbyggnaden för att mekaniskt fixa sig in i utrymmet utan lim eller suturer," Ramille N. Shah, Ph.D., papperets medförfattare och en biträdande professor vid Northwestern's Department of Materials Vetenskap och teknik sa i en telekonferens på tisdag. Shah och hans kollegor lyckades skapa detta ämne av samma sak som benet är gjord av: ett mineral som kallas hydroxiapatit, blandat med bindemedel som ger den annars sköra substansen böjbara egenskaper och oöverträffad styrka. I ett försök 3D-tryckte de en del av en femur och det motstod en vikt på 150 pund innan det började ge upphov till.

Det är i sig en imponerande prestation, men det expanderbara ämnet gör mer än en struktur. Hyperelastiskt ben, som i stor utsträckning består av material som förekommer naturligt i kroppen (som alla är FDA-godkända), ger fysiologisk struktur - En ram för kroppens celler att växa. Eftersom det är både biologiskt nedbrytbart och, viktigare, biokompatibel, det integrerar sig i kroppen, vilket gör det lättare för blodkärlen att passera och cellerna växer. Shah och hans kollegor testade den här egenskapen hos HB genom att sålla den med stamceller - celler som har potential att specialisera sig i någon form av vävnad. Vad de fann var anmärkningsvärt: Stamcellerna planterade på HB multiplicerade inte bara men började göra ben, gruvmineraler från HB själv som en resurs. Och immunsystemet, så långt som deras experiment har visat, freakar inte ut när HB går in i sin gräs.

Dess förmåga att vara 3D-tryckt gör sina applikationer ganska obegränsade. Om du säger att du behöver en ny skalle, Shah och co. har täckt dig:

Ditto en exakt kopia av en DNA-helix:

Medan 3D-utskrift nu vanligtvis används i det medicinska fältet noterar Shah att den stora uppåten till hyperelastiska benet är att "bläck" som används för att skriva ut det inte är orimligt dyrt, att vara "relativt låg kostnad jämfört med de flesta medicinska material". betyder att det blir lätt att skala upp, skicka till sjukhus som är utrustade med 3D-skrivare och sätta in i brutna armar, ben och revben över planeten.

Kommer det att hända när som helst snart? "Till den punkten finns det mycket reglering och mycket kvalitetskontroll som måste hända", noterar Shah. Men om bevisen han har visat är någon indikation på sin potential, är det lite tvivel om att det kommer att hända snart.