ابتكار مادة معدنية ذات بنية تشبه نسيج العظام

أشار بيان للمكتب الإعلامي لجامعة سكولتيش الروسية، إلى ان خبراء معادن تمكنوا من الحصول على بنى مسامية، يمكن للخلايا الحية المرور من خلالها بسهولة، وذلك باستخدام مسحوق معدني و طباعة ثلاثية الأبعاد. موضحا «أن هذه البنى تصلح لإنتاج غرسات مسامية لأنسجة العظام تعتمد على مركبات النيكل والتيتانيوم، والتي تشبه إلى حد كبير العظام الحقيقية»، وذلك وفق ما ذكرت وكالة أنباء «تاس» الروسية.

ومن أجل المزيد من التوضيح، قال الباحث ستانيسلاف تشيرنيخين «إنه باستخدام الذوبان الانتقائي بالليزر يمكننا إنتاج بنية مسامية مرتبة وتكييف الخواص الميكانيكية للغرسات مع عظام المريض عن طريق تغيير شكل المسام وحجمه في مرحلة التصميم. وهناك ميزة أخرى هي القدرة على تصميم و انتاج هياكل متدرجة المسامات».

واضاف البيان «ان التكنولوجيا الجديدة تجعل من الممكن نقل العديد من الخصائص الحيوية (الشبيهة بالطبيعية) إلى الغرسات المعدنية المصنوعة من مركبات النيكل والتيتانيوم. وهذه الخصائص لا تقتصر على الخصائص الميكانيكية للعظام فقط، بل تشمل أيضا مدى جودة نظيرتها الاصطناعية في توصيل الجزيئات التي تنقل بواسطة أنسجة العظام الطبيعية».

وفي هذا الاطار، تمكن الباحثون من إعادة إنتاج خاصية العظام هذه باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، الامر الذي يمهد لامكانية الحصول على مادة مسامية من مسحوق النيكل والتيتانيوم، تشبه في هيكلها العظام الحقيقية، وفي الشكل جيرويد (Gyroid)، وهي بنية معقدة مع الحد الأدنى من السطح، والذي غالبا ما يوجد في النظم البيولوجية.

من أجل ذلك، أنتج الباحثون العديد من الهياكل ذات المستويات المختلفة من المسامية والنفاذية، وراقبوا كيفية تأثيرها في معدل نمو مزارع الخلايا الجذعية البشرية.

وأظهرت الاختبارات التي أجراها الباحثون أن مستوى مسامية الغرسات وسرعة نفاذ مختلف الجزيئات عبر سمكها يؤثر بصورة واضحة في وتيرة نمو الخلايا الجذعية. أي بمعنى كلما تنقل المواد بشكل أكثر نشاطا من خلال الغرسة تضاعف عدد الخلايا بشكل أسرع. وعليه يجب أن يكون لهذه الخاصية في المستقبل تأثير إيجابي على تفاعلات الجسم مع غرسات التيتانيوم والنيكل بعد زرعها.