Ny 3D-printing teknikk hjelper kroppen med å reparere store kneskader selv

Når mennesker får defekter i skjelettet etter ulykker eller sykdom, er ikke kroppen alltid i stand til å fylle skaden på egen hånd. Forskere bruker derfor noen ganger avanserte 3D-printere til å skape midlertidige «støttestativer» (scaffolds) som settes inn i skadestedet og gir cellene et rammeverk for å danne nytt benvev. En utfordring med tilgjengelige plastmaterialer er at de ofte er for kompakte, noe som gjør det vanskelig for levende celler å komme inn i materialet og etablere seg. I sitt doktorgradsarbeid har Serhat utviklet en løsning på dette problemet. Ved å kombinere spesielle temperaturteknikker under selve 3D-printingen med utvasking av saltkrystaller, har han klart å skape mikroskopiske porer inne i plasttrådene. Resultatet er en struktur som minner mer om en svamp enn et tett plastrør – og som gir cellene langt bedre vekstforhold. Demper kroppens forsvarsreaksjon Forskningen viser at tette implantater kan utløse sterk betennelesesreaksjon. De nye, porøse og samtidig mekanisk stabile strukturene bidrar derimot til å dempe denne reaksjonen. Dette skaper et mer gunstig miljø for kroppens stamceller, slik at de raskere danner mineraler og bygger nytt ben. Serhat har også videreutviklet metoden ved å ta i bruk en mer hydrofil (vannvennlig) plasttype som brytes raskere ned i kroppen. Når denne i tillegg dekkes med et tynt lag av et naturlig magnesiumbasert mineral, øker celleinnvandringen betydelig, og cellene begynner å dele seg raskt. Til slutt har forskeren koblet laboratoriefunnene med avanserte datamodeller. Dette gjør det mulig å forutsi hvordan implantatet brytes ned over tid – slik at det gradvis forsvinner i takt med at kroppens eget, friske benvev vokser frem og overtar funksjonen.

Personalia

Serhat Aydin er en kurdisk stipendiat ved Institutt for klinisk odontologi, Universitetet i Bergen. Han har en bachelor i kjemiteknikk og master i materialvitenskap. Forskningen hans fokuserer på biomaterialer, 3D-printing og beindvevsregenerasjon, særlig 3D-printede polymere stillaser og bioaktive belegg. Han har publisert flere artikler om stillasdesign og celle-materiale-interaksjoner. Professor Kamal Mustafa har vært hovedveileder og ph.d. Ahmad Rashad Elsebahy, ph.d. Samih Mohamed-Ahmed og professor Bodil Lund har vært medveiledere. Ph.d.-prosjektet er finansieret av Forskningsrådet, Olav Thon Stiftelsen og Trond Mohn forskningsstiftelse.