Generate a high-definition, realistic image showing the specialized technology for bone microstructure restoration. It could include detailed representation of human bones, along with a depiction of innovative scientific tools and techniques used for the restoration process.

Mokslininkai iš Yokohamos nacionalinio universiteto panaudojo laserinę 3D spausdinimo technologiją ir pamaininio mirkymo metodą, kad sukurtų sudėtingus trijų dimensijų (3D) struktūras, atkartojančias kaulų mikrostruktūrą. Tai yra pirmas tokių struktūrų gamybos metodo taikymo atvejis. Šios technologijos panaudojimas būsimose medicinos inovacijose gali leisti ugdyti kaulinius audinius ar net kurti dirbtinę kaulų čiulpienę.

Šiame tyrime mokslininkai sukūrė mikrodydžio hidrogelio modelius, naudodami fotopolymerizuojamą gelatino metakrilatą, kuris buvo modifikuotas hidroksiapatitu (HAp) pasitelkiant pamaininį mirkymo procesą kalcio ir fosfato jonų tirpale. Toks metodas leidžia tiksliai kontroliuoti HAp sluoksnio storį, nekeičiant stereolitografijos sukurtos mikrostruktūros.

Santraukoje pranešama, kad minėtas metodas yra publikuotas ACS Biomaterials Science & Engineering žurnale 2024 m. vasario 12 d. leidime. Jame atskleidžiama, kaip kompleksinės kaulų ir kaulų čiulpienės struktūros atkartojimas gali padėti plėtoti regeneracinę mediciną, ypač susijusią su kaulų audinių regeneracija ir hematopoetinių kamieninių ląstelių dauginimu.

Hematopoetinės kamieninės ląstelės gali būti naudojamos tokių ligų kaip leukemija, limfoma ir imuninės sistemos sutrikimai gydymui. Tradiciškai hematopoetines kamienines ląsteles transplantuoti iš kūno yra sunku, todėl dirbtinės kaulų čiulpienės aplinkos modeliavimas gali tapti problemos sprendimu, paspartinant jų dauginimąsi vitro sąlygomis.

Kaulas yra hibridinė medžiaga, kurioje organinės ir neorganinės medžiagos, tokios kaip kolageno pluoštai ir HAp, suformuoja hierarchinę struktūrą, suteikiančią lūžių atsparumą. Yra nustatyta, kad HAp padengtos medžiagos gali būti naudojamos kaip kaulų defektų pakeitimas, tačiau naujojo metodo taikymas leidžia pereiti prie žymiai preciziškesnių ir sudėtingesnių struktūrų kūrimo.

DUK apie 3D spausdinimo taikymą kaulų audinių inžinerijoje

Kas yra pamaininio mirkymo metodas?
Pamaininio mirkymo metodas yra procesas, kai medžiaga kaitaliujama pamirkinama į skirtingus tirpalus, tokiu būdu leidžiant į medžiagą sukaupti reikiamus komponentus.

Kaip sukurtos trijų dimensijų struktūros atkartojantis kaulų mikrostruktūrą?
Naudodama laserinę 3D spausdinimo technologiją, modifikuoto gelatino metakrilato hidrogelio pavidalu, su hidroksiapatitu, ir taikant pamaininio mirkymo metodą, mikrostruktūros buvo sukurtos taip, kad atitiktų kaulų medžiagos mikrostruktūrą.

Kokia fotopolymerizuojantis gelatinas metakrilatas su modifikuotu hidroksiapatitu?
Fotopolymerizuojantis gelatinas metakrilatas yra medžiaga naudojama 3D spausdinime, o hidroksiapatitas (HAp) yra kalcio fosfato kristalas, svarbus kaulų ir dantų formavimui. Juos derinant, imituojamas kaulų mikrostruktūros kompozicijas.

Kokios šio metodo potencialios medicinos taikymo galimybės?
Metodas siūlo galimybę regeneruoti kaulinį audinį ir kurti dirbtinę kaulų čiulpienę, kuri gali būti naudojama hematopoetinių kamieninių ląstelių dauginimuisi.

Kodėl hematopoetinės kamieninės ląstelės yra svarbios?
Hematopoetinės kamieninės ląstelės yra atsakingos už naujų kraujo ląstelių gamybą ir turi potencialą gydyti tokius susirgimus kaip leukemija, limfoma bei įvairūs imuninės sistemos sutrikimai.

Kas yra hibridinė medžiaga?
Hibridinė medžiaga yra medžiaga, kurią sudaro derinys organinių ir neorganinių komponentų, tokio kaip kaulai, sudėtyje apjungiant kolageno pluoštus ir hidroksiapatitą.

Kokia informacija pateikiama ACS Biomaterials Science & Engineering žurnale?
Žurnale pateikiamas šio mokslo darbo aprašymas, išdėstomi mokslininkų tyrimo rezultatai, metodai ir galimi taikymai regeneracinėje medicinoje.

Susijusios nuorodos:
Žurnalas, kuriame paskelbtas tyrimas, gali būti prieinamas ACS (American Chemical Society) svetainėje. ACS

Yokohamos nacionalinio universiteto svetainė su įstaigos informacija. Yokohama National University

Prašau atkreipti dėmesį, kad nuorodų validumą patikrinti neįmanoma dėl mano prigimties apribojimų, tačiau pateiktos nuorodos yra pagal įmanomą šiuo momentu prieinamą informaciją.