Wykorzystując swoje wyżej wymienione właściwości, hydroksyapatyt, dzięki technologii wytwarzania dodatków ceramicznych, osiągnął głębokie zastosowanie w ortopedii, stomatologii i inżynierii tkankowej, rozwiązując podstawowe problemy związane z tradycyjnymi materiałami.
1. Ortopedia: „Spersonalizowane rusztowania” do spersonalizowanej naprawy ubytków kostnych
Tradycyjne materiały do naprawy kości to w większości produkty standaryzowane, co utrudnia ich dostosowanie do złożonej morfologii ubytków kości u pacjentów (takich jak złamania wieloodłamowe lub nieregularne ubytki po resekcji guza kości). Jednakże dzięki fotopolimeryzowanemu drukowi 3D ceramiki można odtworzyć morfologię ubytku kości w stosunku 1:1 na podstawie danych z tomografii komputerowej pacjenta w celu przygotowania spersonalizowanych rusztowań z hydroksyapatytu. W przypadku naprawy ubytku kości piszczelowej, który przeprowadziliśmy dla-szpitala najwyższej klasy, wydrukowane w 3D-rusztowanie z hydroksyapatytu osiągnęło 98% dopasowania do miejsca ubytku. Sześć miesięcy po-operacji pacjent mógł normalnie chodzić, a prześwietlenie-wykazało, że rusztowanie całkowicie zrosło się z istniejącą kością.
Ponadto hydroksyapatyt można stosować do wytwarzania wewnętrznych elementów stabilizujących, takich jak sztuczne kręgi i śruby kostne, łącząc funkcje mocowania i prowadzenia- kości.
2. Dziedzina stomatologiczna: „bioniczne podłoże” dla implantów i wypełnień stomatologicznych
W implantach dentystycznych hydroksyapatyt można stosować jako powłokę powierzchniową (o grubości 5{6}}10 μm) w celu zwiększenia siły wiązania pomiędzy implantem a kością wyrostka zębodołowego. Jego bioaktywność przyspiesza fuzję międzyfazową kości wyrostka zębodołowego z implantem, skracając okres gojenia (z tradycyjnych 3-6 miesięcy do 1-2 miesięcy). Jednocześnie łączniki implantów hydroksyapatytowych wydrukowane w 3D mogą precyzyjnie dopasować się do morfologii korony pacjenta, unikając problemu „dyskomfortu zgryzowego” występującego w przypadku tradycyjnych łączników. Implanty pokryte hydroksyapatytem, które opracowaliśmy dla dentystycznego zespołu badawczego, po testach klinicznych osiągnęły początkową stabilność implantu (wartość ISQ) ponad 75, czyli znacznie wyższą niż implanty niepowlekane (wartość ISQ około 60).
3. Inżynieria tkankowa: funkcjonalna platforma dla nośników komórkowych i przedłużonego uwalniania leków
Porowata struktura hydroksyapatytu nie tylko wspomaga regenerację kości, ale służy także jako nośnik komórkowy (np. ładujący mezenchymalne komórki macierzyste) lub nośnik leku o przedłużonym-uwalnianiu (np. ładujący białko morfogenetyczne kości BMP-2), spełniając podwójną funkcję „naprawy i leczenia”. W ramach naszego wspólnego projektu z firmą bioinżynieryjną wydrukowane w 3D rusztowania hydroksyapatytowe wypełnione BMP-2 osiągnęły cykl uwalniania leku trwający do 21 dni ze stabilną szybkością uwalniania (odchylenie dziennego uwalniania mniejsze lub równe 10%), stale promując proliferację komórek kostnych.
4. Medycyna estetyczna: naturalny materiał do naprawy i wypełniania skóry
Mikrosfery hydroksyapatytu (wielkość cząstek 50-200 μm) można stosować do wypełniania skóry w celu poprawy zmarszczek, blizn potrądzikowych i innych problemów-mają dobrą biokompatybilność, nie powodują reakcji na ciała obce i mogą stymulować regenerację kolagenu, uzyskując efekt „długotrwałego wypełnienia + naprawy skóry”. 3Technologię druku D można również wykorzystać do przygotowania porowatych mikronośników hydroksyapatytowych do stosowania jako rusztowania w inżynierii tkanki skórnej, zapewniające wsparcie regeneracji skóry u pacjentów po oparzeniach i urazach.
