Використовуючи вищезазначені властивості, гідроксиапатит завдяки технології виробництва керамічних добавок знайшов глибоке застосування в ортопедії, стоматології та тканинній інженерії, усуваючи основні больові точки традиційних матеріалів.
1. Ортопедія: «Індивідуальні каркаси» для індивідуального відновлення кісткових дефектів
Традиційні матеріали для відновлення кісток – це здебільшого стандартизовані продукти, що ускладнює адаптацію до складної морфології дефектів кісток у пацієнтів (таких як осколкові переломи або неправильні дефекти після резекції пухлини кістки). Однак за допомогою 3D-друку фотополімеризованої кераміки морфологію кісткового дефекту можна відтворити 1:1 на основі даних комп’ютерної томографії пацієнта, щоб підготувати персоналізовані каркаси з гідроксиапатиту. У випадку усунення дефекту великогомілкової кістки, який ми завершили для лікарні вищого-рівня, 3D-надрукований гідроксиапатитовий каркас досяг 98% відповідності до місця дефекту. Через шість місяців після-операції пацієнт міг нормально ходити, а рентгенівські-промені показали, що каркас повністю зрісся з існуючою кісткою.
Крім того, гідроксиапатит можна використовувати для виготовлення пристроїв внутрішньої фіксації, таких як штучні хребці та гвинти для кісток, поєднуючи функції фіксації та-направлення кістки.
2. Стоматологія: «біонічний субстрат» для зубних імплантатів і реставрацій
У зубних імплантатах гідроксиапатит можна використовувати як поверхневе покриття (товщиною 5-10 мкм) для посилення міцності зв’язку між імплантатом і альвеолярною кісткою. Його біоактивність прискорює міжфазне зрощення альвеолярної кістки та імплантату, скорочуючи період загоєння (з традиційних 3-6 місяців до 1-2 місяців). Одночасно надруковані на 3D-принтері абатменти з гідроксиапатиту можуть точно відповідати морфології коронки пацієнта, уникаючи проблеми «окклюзійного дискомфорту», пов’язаної з традиційними абатментами. Імплантати з гідроксиапатитовим покриттям, які ми розробили для стоматологічної дослідницької групи, після клінічних випробувань досягли початкової стабільності імплантату (значення ISQ) понад 75, що значно вище, ніж імплантати без покриття (значення ISQ близько 60).
3. Тканинна інженерія: функціональна платформа для носіїв клітин і тривалого вивільнення ліків
Пориста структура гідроксиапатиту не лише керує регенерацією кісток, але також служить переносником клітин (наприклад, завантаження мезенхімальних стовбурових клітин) або носієм-пролонгованого вивільнення ліків (наприклад, завантаження кісткового морфогенетичного білка BMP-2), досягаючи подвійної функції «відновлення + лікування». У нашому спільному проекті з біоінженерною компанією надруковані на 3D-принтері каркаси з гідроксиапатиту, наповнені BMP-2, досягли циклу вивільнення препарату до 21 дня зі стабільною швидкістю вивільнення (відхилення добового вивільнення менше або дорівнює 10%), безперервно сприяючи проліферації кісткових клітин.
4. Естетична медицина: природний матеріал для відновлення та наповнення шкіри
Мікросфери гідроксиапатиту (розмір частинок 50-200 мкм) можна використовувати для наповнення шкіри, щоб зменшити зморшки, шрами від прищів та інші проблеми-вони мають хорошу біосумісність, не викликають реакцій стороннього тіла та можуть стимулювати регенерацію колагену, досягаючи ефекту «довготривалого наповнення + відновлення шкіри». 3Також можна використовувати технологію D-друку для підготовки пористих мікроносіїв гідроксиапатиту для використання в якості скелетів у тканинній інженерії шкіри, забезпечуючи підтримку регенерації шкіри у пацієнтів з опіками та травмами.
