Uutta 3-D biotulostusta havohin.

https://mvlehti.net/2023/04/11/uutta-3d-biotulostusta-venalaiset-tutkijat-kehittivat-ainutlaatuisen-ihopistoolin-haavojen-valittomaan-parantamiseen-kentalla/

Uutta 3D-biotulostusta: Venäläiset tutkijat kehittivät ainutlaatuisen ”ihopistoolin” haavojen välittömään parantamiseen kentällä

Moskovassa toimiva MISIS tiede-ja teknologiayliopisto esitteli Venäjän ensimmäisen 3D-kudostekniikkaan perustuvan mobiililaitteen pienten ja keskisuurten haavojen nopeaan hoitoon sotilaallisissa kenttäolosuhteissa tai kriisivyöhykkeellä. Uusi "ihoase" on valmistunut kohti sarjatuotantoa ja erilaisten versioiden lisäkehitykseen.

Raportoidaan, että uusi hanke toteutettiin biolääketieteellisen keskusm joka on johtava venäläinen laboratorio bioteknisessä tuotantosuunnittelussa eli kyseessä on 3D-tulostustekniikka, joka tuotetaan elävillä soluilla.

Vuonna 2003, Vladimir Mironov, joka tällä hetkellä tieteellinen johtaja bioteknisessä keskuksessa, tuotti lupaavaa ja uraauurtavaa työtä kolmiulotteinen biotulostuksen saralla, joka perustuu tietokoneavusteiseen tulostukseen ja loi perustan nykyiselle käyttövalmiille 3D-kudostekniikalle.

Biologisten esineiden tulostamiseen ei vielä teorian kehittämisen aikaan ollut laitteita ja tutkijat muokkasivat tarkoitukseen tavallisia 3D-tulostimia kaatamalla niihin elävistä soluista ”biomustetta”. Testauksissa solut otettiin potilaalta ja niitä monistettiin laboratoriossa.

Vuonna 2013 venäläinen yritys 3D Bioprinting Solutions kehitti Mironovin tieteellisessä valvonnassa uuden FABION biotulostimen. Vuonna 2015 uudella tarkoitustaan varten luodulla laitteistolla tulostettiin ensimmäistä kertaa maailmassa keinotekoinen sisäelin – hiiren kilpirauhanen. Siirrännäisen jälkeen jyrsijän elin juurtui isäntäänsä onnistuneesti ja kokeet suorittivat niille asetetut tehtävänsä.

”Ihoase” on ihanteellinen apu kenttälääkinnälle
Yksi viimeisimmistä saavutuksista on ihopistooli. Laite mahtuu pieneen matkalaukkuun, joka on helposti yhden ihmisen kuljetettavissa ja käytettävissä, koska sen paino on vain noin puoli kiloa.

”Hätätilanteessa tai taistelualueella olevat siirrettävät sairaalat tarvitsevat itsenäisen manuaalisen laitteen, joka lopettaa verenvuodon ja nopeuttaa elävän kudoksen uusiutumisprosessia”, sanoo Fedor Senatov, MISISin biolääketieteellisen tekniikan johtaja. ”Olemassa olevat laitteet, joilla on samanlainen toimintaperiaate, ovat suuria ja monimutkaisia”.

Laitteen täydellinen nimi, jolle on patentti, on ”manuaalinen autonominen kompleksi kaksikomponenttisesta 3D-biotulostuksesta, jossa on ultraäänipolymerointijärjestelmä haavapintojen hoitoon”.

”Ihoaseeseen” on asennettu kaksi tavallista 20 ml:n ruiskua, joissa on biopolymeerejä ja lääketieteellisiä valmisteita. Kolmas ruisku, jossa on sideaine, on kytketty erityisen portin kautta. Kun liipaisinta vedetään, ultraäänijärjestelmä kerää kaikki pietsosähköisen kalvon komponentit yhteen ruiskuttamalla, jonka jälkeen valmis seos syötetään tulostettavalle haavaalueelle.

”Tulostin sulkee haavan ja parantaa sen”, selittää biolääketieteen tekniikan REC:n insinööri Timur Aydemir. ”Toisin kuin ulkomaiset vastaavat, laitteemme on täysin itsenäinen. Sisäänrakennetut akut voidaan ladata USB-portin kautta”.

Haavan kalvo luo suotuisat olosuhteet nopeutetulle paranemiselle ja estää infektion. Bakteeri-infektion ja anestesian ehkäisyyn on lääkkeitä — antibiootteja, anestesia-aineita ja muita. Materiaalien tarjonnan valvonta on manuaalisesti sähkömekaanisia ja säädettävät tulostuksen mittasuhteet muutetaan helposti reaaliajassa.

Pistoolin runko ja osat tehtiin NUST MISISissä 3D-tulostuksen avulla. Insinöörit korostavat, että tämä voi toistua missä tahansa, jopa sota-alueella. Omakustannushinta laitteistolle on vain 40 tuhatta ruplaa (noin 400 euroa). Massatuotannossa ei enää ole 3D-tulostusta, vaan osat tehdään muovivaluna, joka alentaa laitteen valmistekustannuksia entisestään.

Parantavan seoksen perustana on hydrogeeli, joka on valmistettu luonnonpolymeereistä, alginaateista ja gelatiineista. Veren hyytymisen tehostamiseksi voidaan lisätä suurimolekyylisiä proteiiniyhdisteitä, kuten fibriinejä. Laitetta testattiin koe-eläimillä, joilla oli palovammoja. Hydrogeelipinnoitteella palohaava parani paljon nopeammin kuin perinteisin keinoin. Tutkijat tutkivat nyt kudoksia parantumisen jälkeen.

Tiede ei pysy paikallaan

MISIS:llä on myös enemmän pääomia samalla alueella, kuten robottikäden muodossa oleva uusi biotulostin. Toisin kuin ihopistooli, tässä materiaali levitetään automaattisesti kohdealueelle. Kyseessä on Venäjän ja Valko-Venäjän yhteinen hanke.

Valkovenäläisten insinöörien perusrakennetta muokattiin 3D — Biotulosteratkaisuilla siten, että se voitiin tulostaa suoraan potilaaseen. Tätä varten on lisätty antureita, jotka ohjaavat tulostinta kehon pinnalla.

”Hydrogeeli nopeuttaa paranemista, mutta kiinteä kerros ei salli kudoksen hengittää, joten se korvattiin verkolla”, Fedor Senatov selittää.

Yhdelläkään ulkomaisella tuottajalla ei ole vastaavaa.