Они разработали пистолет, который печатает 3D-кости во время операции и поможет создавать живые имплантаты в операционных.

Группа исследователей из Университета Сонгюнгван в Сеуле (Южная Корея) разработала портативное устройство, позволяющее печатать костные трансплантаты непосредственно на переломах во время операции. Это открытие, опубликованное в журнале Device издательства Cell Press, представляет собой важный шаг вперед в области регенеративной медицины и может кардинально изменить подход к лечению сложных травм костей.

Инструмент, похожий на силиконовый пистолет, использует систему 3D-печати in situ , которая позволяет изготавливать имплантат непосредственно на повреждённой кости , адаптируясь к её неровной форме без необходимости использования готовых деталей или предварительных лабораторных процедур. Это ускоряет хирургический процесс и улучшает анатомическую интеграцию имплантата.

Согласно статье, устройство работает по принципу горячей экструзии нити , состоящей из гидроксиапатита (минерала, содержащегося в натуральной кости) и поликапролактона , биосовместимого термопластика. Эту смесь можно наносить непосредственно на место перелома, не повреждая мягкие ткани.

Система была протестирована на животных, в частности, на кроликах с тяжёлыми переломами бедренной кости. По данным Newsweek, результаты показали значительное улучшение регенерации костной ткани и интеграции трансплантата по сравнению с традиционными методами, основанными на использовании костного цемента.

Через 12 недель у животных, получавших лечение, наблюдался больший объем новой костной ткани, увеличенная толщина кортикального слоя и улучшенные параметры структурной прочности без признаков инфекции или повреждения близлежащих тканей.

Кроме того, в состав используемой нити входят антибиотики, такие как ванкомицин и гентамицин, которые контролируемо высвобождаются внутри имплантата. Этот локальный подход позволяет предотвратить послеоперационные инфекции без применения системных антибиотиков, снижая риск побочных эффектов и развития бактериальной резистентности. Испытания in vitro подтвердили её эффективность против распространённых бактерий, таких как Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

Одним из главных преимуществ системы является возможность её персонализации во время процедуры. Хирург может контролировать форму, глубину и направление трансплантата в режиме реального времени, что делает её практичным решением для лечения сложных или нестандартных костных дефектов.

По словам авторов исследования, такой подход позволяет преодолеть многие ограничения существующих методик: он сокращает время операции, устраняет необходимость предварительной подготовки имплантатов и улучшает морфологическую адаптацию трансплантата к поврежденной кости.

Устройство также многофункционально: оно может печатать костные каркасы различных размеров и форм , оптимизированные для стимуляции остеопроводимости (роста новой ткани), биологической интеграции и профилактики инфекций.

Несмотря на обнадеживающие результаты, исследователи подчёркивают, что до клинического применения на людях ещё далеко. Следующим шагом станет валидация процедуры на более крупных животных , разработка стандартизированных промышленных процессов и соблюдение нормативных требований к стерилизации и долгосрочной безопасности.

Команда уже работает над улучшением антибактериальных свойств нити, расширением ее функциональности и усовершенствованием технического процесса перед началом клинических испытаний.