Rekonstrukcje kości z wykorzystaniem skafoldów drukowanych w 3D – przegląd nowoczesnych technik, materiałów i metod leczenia

Wymagania stawiane skafoldom kostnym

Inżynieria tkanki kostnej ma na celu odzyskanie i przywrócenie funkcji tkanek kostnych poprzez integrację biologii komórki, nauk materiałowych i podstaw inżynierii. Skafoldy jako jeden z trzech głównych elementów inżynierii tkankowej odgrywają rolę podłoża, które może być powleczone bądź którego składnikiem mogą być substancje stymulujące komórki do: przyłączania się, namnażania, różnicowania i organizowania się w normalną kość. W związku z powyższym, skafoldy kostne muszą spełniać odpowiednie wymagania zarówno biologiczne, jak i mechaniczne. Biokompatybilność, bioresorpcja, mikrostruktura, osteokondukcja i właściwości mechaniczne są najważniejszymi cechami skafoldu kostnego do rekonstrukcji kości. Biokompatybilność jest głównym kryterium dla każdego skafoldu tkankowego, który ma umożliwić komórkom przyleganie, migrację i proliferację bez wywoływania reakcji immunologicznej. Odpowiednia resorpcja również jest istotną cechą skafoldu i ma na celu zapewnienie wystarczającego wsparcia mechanicznego podczas tworzenia nowej kości, zapobiegając przy tym indukowaniu reakcji zapalnej wobec obcego materiału wszczepu. Struktura porowata rusztowania (wielkość, kształt, rozmieszczenie, gradient i struktura wewnętrzna porów) powinna ułatwiać dyfuzję składników odżywczych i metabolicznych produktów odpadowych, która, jak wykazano, zwiększa aktywność metaboliczną osteoblastów. Idealny skafold powinien mieć połączoną wewnętrznie strukturę porowatą o porowatości większej niż 90% i wielkości porów między 300 a 500 μm dla penetracji przez komórki, odpowiedniego unaczynienia i dostarczania składników odżywczych.

Osteokonduktywność skafoldu kostnego pozwala komórkom tkanki kostnej przylegać, proliferować i tworzyć macierz zewnątrzkomórkową na jej powierzchni i w porach, co pozwala stworzyć si...