ก้าวล้ำ!นักวิทย์พัฒนา กระดูกพิมพ์ 3 มิติเลียนแบบโครงสร้างธรรมชาติสำเร็จ สัญญาณดีผู้ป่วยกระดูกเสียหายรุนแรง

อวัยวะที่เป็นแกนกลางของร่างกายอย่างกระดูกกำลังจะมีทางเลือกใหม่ในการรักษาเมื่อทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ (UNSW Canberra) ประสบความสำเร็จในการพัฒนาโครงร่างกระดูกเทียมจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่มีความแข็งแรงและพฤติกรรมใกล้เคียงกับกระดูกมนุษย์อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน

ถอดรหัสโครงสร้างไม่ใช่แค่แข็งแต่ต้องโปร่ง

ความท้าทายของการสร้างกระดูกเทียมคือกระดูกมนุษย์ไม่ได้มีความหนาแน่นเท่ากันทั้งชิ้น ทีมวิจัยจึงใช้เทคโนโลยีการพิมพ์แบบไล่ระดับ Graded Structure เพื่อเลียนแบบกระดูกจริง

• Compact Bone ส่วนชั้นนอกที่แข็งแรงหนาแน่นเพื่อรับแรงกระแทก
• Spongy Bone ส่วนชั้นในที่มีลักษณะคล้ายฟองน้ำมีน้ำหนักเบาแต่ยืดหยุ่น

วัสดุชีวภาพที่ร่างกายยอมรับ

กระดูกเทียมนี้ผลิตจาก Polylactic Acid (PLA) ซึ่งเป็นพลาสติกชีวภาพที่สลายตัวได้เองตามธรรมชาติและผ่านการรับรองทางการแพทย์แล้วข้อดีที่น่าทึ่งคือ

1. การไหลเวียนสารอาหารโครงสร้างมีช่องว่างที่เหมาะสมเพื่อให้หลอดเลือดนำสารอาหารไหลผ่านและขับถ่ายของเสียได้
2. การสร้างเนื้อเยื่อใหม่ช่องว่างเหล่านี้คือหัวใจสำคัญที่จะช่วยให้เซลล์กระดูกจริงของตัวผู้ป่วยเองสามารถเข้าไปยึดเกาะและสร้างเนื้อเยื่อใหม่ได้

ข้อมูลเพิ่มเติมทำไมสิ่งนี้ถึงดีกว่าเหล็กหรือโลหะ?

ในปัจจุบัน การรักษาผู้ป่วยกระดูกหักรุนแรงมักใช้การดามด้วยโลหะซึ่งมีข้อจำกัดคือ

• ความแข็งที่มากเกินไปโลหะมักแข็งกว่ากระดูกจริงทำให้กระดูกรอบข้างอ่อนแอลง (Stress Shielding)
• การผ่าตัดซ้ำบางกรณีต้องผ่าตัดเพื่อเอาโลหะออกเมื่อกระดูกติดกันแล้ว
• วัสดุ PLA จะค่อยๆสลายไปในขณะที่กระดูกจริงเติบโตขึ้นมาแทนที่ลดการสะสมของสิ่งแปลกปลอมในร่างกายระยะยาว

อนาคตและข้อจำกัดที่ต้องก้าวข้าม

แม้จะเลียนแบบโครงสร้างได้ดีแต่กระดูกเทียมนี้ยัง “ไม่สามารถเติบโตหรือซ่อมแซมตัวเองได้” เหมือนกระดูกจริง ทีมวิจัยจึงกำลังมุ่งพัฒนาให้หลอดเลือดสามารถเติบโตเข้าไปในโครงร่างได้ดียิ่งขึ้นในอนาคตอันใกล้นวัตกรรมนี้จะถูกนำไปใช้สร้างแบบจำลองกระดูกเฉพาะบุคคลเพื่อวางแผนการผ่าตัดที่แม่นยำหรือใช้ซ่อมแซมกระดูกชิ้นใหญ่อย่างกระดูกต้นขา Femur ที่หายไปจากอุบัติเหตุหรือโรคมะเร็งกระดูกโดยไม่ต้องพึ่งพาโลหะเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป

มุมมองจากเพจ: เทคโนโลยีนี้คือจุดบรรจบของวิศวกรรมและการแพทย์ที่สวยงามครับ หากทำสำเร็จเราอาจจะเห็นการรักษาที่รอยแผลเล็กและฟื้นตัวเร็วกว่าเดิมหลายเท่าตัว