Kaip spausdinami kaulai

Teksto autorė Ieva Gendvilienė.

Kaulinis audinys yra ypatingas, nes geba atsinaujinti po įvairių pažeidimų arba traumų, tačiau yra nemažai situacijų, kai jam to atlikti nepavyksta ir reikia gydytojų chirurgų pagalbos. Pastaraisiais metais didėja kaulinio audinio priauginimų poreikis įvairiose medicinos srityse. Vien tik 2001 metais pasaulyje buvo atlikta daugiau nei 2 milijonai kaulo persodinimo operacijų ir šis skaičius auga dėl žmonių populiacijos senėjimo, pagerėjusios gyvenimo kokybės bei pailgėjusios gyvenimo trukmės.
Iš visų medicinos sričių, gydančių kaulinį audinį, burnos, veido ir žandikaulių chirurgijoje atliekamų kaulo priauginimų kiekis yra vienas iš sparčiausiai didėjančių, nes kauliniai defektai atsiranda ne tik dėl traumų, įgimtų sutrikimų, vėžinių susirgimų, cistų, bet ir dėl dantų netekimo. Remiantis įvairių tyrimų duomenimis, 65 metų ir vyresnių bedančių žmonių kiekis įvairiose šalyse svyruoja nuo 20 iki 60 proc., o pagal Pasaulio sveikatos organizaciją toks žmogus yra laikomas luošiu, nes netenka „kramtymo organo”. Šiuo metu vienas iš efektyviausių būdų atstatyti prarastus dantis – įsriegti dantų implantus. Tačiau kas antrai dantų implantacijos operacijai reikia priauginti kaulą.
Šiuo metu klinikinėje praktikoje kaulo priauginimas atliekamas naudojant įvairius kaulo pakaitalus (savą kaulą, paimtą iš kitos kūno vietos, kito žmogaus, gyvūno ar sukurtus dirbtinius –„aloplastinius”). Siekiama, kad jie užpildytų kaulinio audinio defekto tūrį bei struktūrą, užtikrintų gerą kaulo mechaninį stabilumą, skatintų reikiamą naujai besiformuojančio kaulo gyvybingumą (naują kraujagyslių tinklą). Iki šiol „auksiniu standartu“ kaulo priauginimo operacijose laikomas savas kaulas (autologinis transplantas), tačiau jo naudojimas turi nemažai minusų dėl pooperacinio diskomforto, lėtinio donorinės vietos (iš kur buvo paimtas kaulas) skausmo, lūžių, infekcijos, kraujavimo bei riboto donorinių vietų skaičiaus ir tūrio. Dėl šių trūkumų klinikinėje praktikoje dažniausiai bandoma operacijų metu savą kaulą pakeisti kitais kauliniais pakaitalais (kito žmogaus ar gyvūno). Deja, esamos alternatyvos neatitinka visų idealiam kaulo transplantatui keliamų reikalavimų. Todėl pasaulyje, taip pat ir Lietuvoje vykdomi moksliniai tyrimai, siekiant sukurti naujus, pažangius kaulinio audinio pakaitalus, pasitelkiant pagrindinius audinių inžinerijos principus.
Viena pažangiausių iki šiol sukurtų kaulo pakaitalų alternatyvų – trimatis (3D) kompozitinis karkasas. Jo dėka sukuriama mikroaplinka, patraukli naują kaulinį audinį formuojančių ląstelių gyvenimui, dauginimuisi bei migracijai. Tokių karkasų gamybai naudojamos įvairios organinės bei neorganinės medžiagos ar jų mišiniai. Norint pagerinti karkaso savybes, jie praturtinami įvairiomis ląstelėmis ar augimo veiksniais. Negana to, tyrimais parodyta, jog karkasų savybes lemia ir jų morfologija (porėtumas ar porų dydis). Manoma, jog sulieto pluošto (SP) 3D spausdinimo technologija yra viena perspektyviausių, norint gana lengvai, greitai ir pigiai pagaminti karkasus, kurių morfologija ir mechaninės savybės tenkins kaulo transplantatui keliamus reikalavimus.
Daugiau apie tai sužinosite, apsilankę burnos chirurgės, gyd. Ievos Gendvilienės paskaitoje „3D spausdintuvu sukurtas kaulas. Mitas ar realybė?“, kuri Mokslo festivalio metu rugsėjo 15 d. 9 val., 10.15 val ir 11.30 val.