3D-друк обіцяє відновлення меніска колінного суглоба

На перетині медичної біотехнології та виробництва добавок команда дослідників з Індійського технологічного інституту в Гувахаті та Західно-Бенгальського університету тваринництва та рибальства в Калькутті проклала шлях до інноваційного лікування травм коліна. Їхня робота поєднує використання передової технології 3D-друку зі спеціально розробленим біочорнилом на основі шовку, що обіцяє зміну парадигми у дослідженні та лікуванні травм коліна. Використовуючи технологію 3D-друку та регенеративний потенціал стовбурових клітин, вони прагнуть надати пацієнтам надійне, індивідуальне рішення, яке сприяє загоєнню тканин і зберігає функцію коліна.

У центрі уваги цього підходу лежить колінний меніск, життєво важлива фіброзно-хрящова структура, яка має вирішальне значення для стабільності колінного суглоба. Хірургам важко оперувати цей компонент коліна, він часто схильний до розривів і травм, що вимагає інвазивних процедур. Традиційні методи лікування, такі як відкрита хірургія та видалення тканин, створюють значні проблеми та не завжди можуть давати задовільні результати, особливо у випадках серйозних розривів або хронічних захворювань, таких як остеоартрит. Через ці перешкоди результатом часто є післяопераційні компіляції та тривала реабілітація.

Професор Біман Б. Мандал і його команда мали на меті вирішити ці проблеми шляхом розробки та 3D-біодруку спеціального біочорнила, розробленого спеціально для тканинної інженерії колінного меніска. Ця унікальна комбінація матеріалів на основі шовку, яка складається з метакрилату фіброїну шовку, метакрилату желатину та диметакрилату поліетиленгліколю, натхненна багатими традиціями виробництва шовкового одягу в Індії, створена для покращення застосування тканинної інженерії, зокрема для регенерації меніска.

Ключова інновація полягає в здатності біочорнила зберігати гелеподібну консистенцію під час 3D-друку, забезпечуючи надзвичайно точне пошарове нанесення структури колінного меніска. Додавши до біочорнила стовбурові клітини, отримані з плазми, збагаченої тромбоцитами, дослідники забезпечили наявність фіброхондроцитів (оскільки старі стовбурові клітини дозрівають у нові фіброхондроцити), основного типу клітин, відповідальних за відновлення та регенерацію тканини меніска.

Щоб переконатися, що біочорнило справляється з деформацією рухів і навантажень і не викликає побічних реакцій в організмі, Мандал і його команда провели ретельне тестування, включаючи симуляцію, що імітує повторювані рухи колін, і оцінку імунної відповіді на моделях тварин. Вражаюче те, що біочорнило витримало механічний вплив і не викликало негативних імунних реакцій, що дозволило провести подальші доклінічні оцінки перед тестуванням на реальних пацієнтах.