Bagaimana Metode Ini Menumbuhkan tulang rahang Baru Dari Tulang Rusuk

Bagaimana Metode Ini Menumbuhkan tulang rahang Baru Dari Tulang Rusuk
Gerry Koons, seorang mahasiswa MD / PhD di Rice and Baylor College of Medicine, menyiapkan bioreaktor tercetak 3D untuk tes. (Kredit: Jeff Fitlow / Rice)

Sebuah teknik baru menumbuhkan tulang hidup untuk memperbaiki cedera kraniofasial dengan menempelkan bioreaktor tercetak 3D — pada dasarnya, cetakan — pada tulang rusuk.

Sel-sel induk dan pembuluh darah dari bahan perancah tulang rusuk menyusup dalam cetakan dan menggantinya dengan tulang alami yang sesuai untuk pasien.

Bioengineer Antonios Mikos, seorang pelopor di bidang teknik jaringan, dan rekan-rekannya menggabungkan teknologi yang telah mereka kembangkan selama program berdurasi satu dekade. Tujuannya adalah untuk memajukan rekonstruksi kraniofasial dengan memanfaatkan kekuatan penyembuhan alami tubuh.

Bagaimana Metode Ini Menumbuhkan tulang rahang Baru Dari Tulang Rusuk
Para peneliti mengembangkan teknik untuk menumbuhkan implan tulang yang pas untuk memperbaiki cedera tulang rahang dari tulang rusuk pasien sendiri. (Kredit: Grup Penelitian Mikos)

Teknik ini sedang dikembangkan untuk menggantikan teknik rekonstruksi saat ini yang menggunakan jaringan cangkok tulang dari berbagai daerah pasien, seperti kaki bagian bawah, pinggul, dan bahu.

Pengganti tulang

"Sebuah inovasi besar dari pekerjaan ini adalah meningkatkan bioreaktor cetak-3D untuk membentuk tulang yang tumbuh di bagian lain tubuh sementara kami mengutamakan cacat untuk menerima jaringan yang baru dihasilkan," kata Mikos, profesor bioteknologi dan teknik kimia dan biomolekul di Rice Universitas dan anggota Akademi Teknik Nasional dan Akademi Kedokteran Nasional.

"Studi sebelumnya menetapkan teknik untuk membuat cangkok tulang dengan atau tanpa pasokan darah mereka sendiri dari tulang asli yang ditanamkan ke dalam rongga dada," kata rekan penulis Mark Wong, seorang profesor, ketua, dan direktur program departemen bedah mulut dan maksilofasial dengan Sekolah. Kedokteran Gigi di Pusat Ilmu Kesehatan Universitas Texas di Houston.


Dapatkan Yang Terbaru Dari Diri Sendiri


“Studi ini menunjukkan bahwa kita dapat membuat cangkok tulang yang layak dari bahan pengganti tulang buatan. Keuntungan signifikan dari pendekatan ini adalah Anda tidak perlu memanen tulang pasien sendiri untuk membuat cangkok tulang, tetapi sumber non-autogen lainnya dapat digunakan, ”katanya.

Rajutan dan tertutup

Untuk membuktikan konsep mereka, para peneliti membuat cacat persegi panjang pada rahang domba. Mereka membuat template untuk pencetakan 3D dan mencetak cetakan yang dapat diimplan dan spacer, keduanya terbuat dari PMMA, juga dikenal sebagai semen tulang. Tujuan dari spacer adalah untuk mempromosikan penyembuhan dan mencegah jaringan parut dari mengisi situs cacat.

Mereka mengeluarkan cukup tulang dari tulang rusuk model hewan untuk mengekspos periosteum, yang berfungsi sebagai sumber sel induk dan pembuluh darah untuk benih bahan perancah di dalam cetakan. Kelompok uji termasuk tulang rusuk hancur atau bahan kalsium fosfat sintetis untuk membuat perancah biokompatibel.

Cetakan, dengan sisi tulang rusuk terbuka untuk membuat antarmuka yang ketat, tetap di tempatnya selama sembilan minggu sebelum dihapus dan dipindahkan ke lokasi cacat, menggantikan pengatur jarak. Dalam model hewan, tulang baru yang dirajut ke jaringan lama dan lunak tumbuh di sekitar dan menutupi situs.

Mengapa iga?

"Kami memilih untuk menggunakan tulang rusuk karena mereka mudah diakses dan sumber sel punca dan pembuluh yang kaya, yang menyusup ke perancah dan tumbuh menjadi jaringan tulang baru yang cocok dengan pasien," kata Mikos. "Tidak perlu untuk faktor pertumbuhan eksogen atau sel yang akan mempersulit proses persetujuan peraturan dan terjemahan ke aplikasi klinis."

Iga menawarkan keuntungan lain. "Kami berpotensi dapat menumbuhkan tulang baru pada beberapa tulang rusuk pada saat yang sama," kata rekan penulis Gerry Koons, seorang mahasiswa MD / PhD di Rice and Baylor College of Medicine yang saat ini bekerja di laboratorium Mikos.

Menggunakan PMMA untuk cetakan dan spacer adalah keputusan sederhana, kata Mikos, karena telah diatur sebagai perangkat medis untuk aplikasi biologis selama beberapa dekade. Dalam Perang Dunia II, ketika pesawat tempur menggunakan kaca depan PMMA, dokter memperhatikan bahwa pecahan yang tertanam di pilot yang terluka tidak menyebabkan peradangan dan karenanya dianggap jinak. Sementara tujuan awal penelitian ini adalah untuk meningkatkan perawatan cedera di medan perang, gambaran besarnya termasuk operasi sipil juga.

Hasilnya muncul di Prosiding National Academy of Sciences.

Tentang Penulis

Penulis tambahan tambahan berasal dari Rice; Pusat Ilmu Kesehatan Universitas Texas di Houston; Baylor College of Medicine; Synthasome, Inc., San Diego; dan Pusat Medis Universitas Radboud, Belanda.

Institut Kedokteran Regeneratif Angkatan Bersenjata mendanai penelitian ini. Dukungan tambahan untuk penelitian datang dari National Institutes of Health, Osteo Science Foundation, Barrow Scholars Program, dan Robert and Janice McNair Foundation.

Sumber: Rice University

books_science

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf di

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Dapatkan Terbaru Dengan Email

{Emailcloak = off}