Лекари по света извършват ежедневно стотици хиляди операции заради причини като повредени колена, износени хрущяли и стави или други, които имат нужда от нова тъкан. Техниките, с които се извършват тези операции може да се променят съвсем скоро, благодарение на ново проучване, според което ортопедите ще могат просто да вкарат нов 3D принтиран хрущял в човешко коляно.

Това може да стане с помощта на ново устройство под формата на писалка, което директно екструдира стволови клетки. Екструдирането е технологичен процес, който представлява избутването на течност през матрица или дюза под комплексното въздействие на влага, температуа, налягане и сила на рязане.

Писалката носи името BioPen и все още е във фаза на разработване и не е одобрена за медицински цели, но е поредният пример как 3D печатът усилено си пробива път в лечението на хората. Експериментите се извършват от Центъра за научни изследвания в Австралия и текат вече почти 3 години. Ръководител на екипа и автор на идеята е Питър Чонг, директор на ортопедичното отделение в болницата "Св. Винсънт" в Мелбърн.

Сред най-новите способности на устройството, които дават стимул на екипа да публикува публично проучването си, е възможността ефективно да принтира жизненоспособни човешки стволови клетки в увредени стави, за да изградят нов хрущял.

Докато учени признават предимствата на най-новите техники за биопечат за реконструкция на хрущяли и най-вече за принтирането на прецизни импланти, те отбелязват, че една такава хирургична интервенция предполага и отстраняването на увредената тъкан. Това означава, че лекарят няма как предварително да принтира материала за подмяна и това е недостатък.

Тук идва и предимството на BioPen. Писалката позволява на лекаря на момента да създава заместителната тъкан, за да постигне желаната структура. Един предварително принтиран материал няма как да предвиди всички зони, които трябва да покрие, а писалката може да покрие всяка цепнатина, която се е появила над съществуващата тъкан. Така ортопедът буквално се превръща в същински скулптор.

"Както във всички принтери, магията е в мастилото, а в случая в биомастилото", казва Чонг в интервю пред Mashable. Както и в други принтери, BioPen ползва хидрогел, който веднага се втърдява чрез UV светлина. В гела се вливат мастни стволови клетки, които предварително са събрани чрез рутинни хирургически процедури.

Учените твърдят, че 97% от принтираните стволови клетки са жизненоспособни, а за сега основният недостатък е температурата. Тъй като става въпрос за процес на гел, който трябва да се втвърди, температурата в операционната зала, както и тази на държащия BioPen, може да повлияе на това как структурата се втърдява. Това е и една от основните посоки, в която се търсят подобрения, за да може до няколко години технологията да получи одобрение от регулаторните органи.