Využitím svých výše uvedených vlastností dosáhl hydroxyapatit prostřednictvím technologie výroby keramických aditiv hlubokých aplikací v ortopedii, stomatologii a tkáňovém inženýrství, kde řeší hlavní bolestivé body tradičních materiálů.
1. Ortopedie: „Přizpůsobené lešení“ pro personalizované opravy kostních defektů
Tradiční materiály pro opravu kostí jsou většinou standardizované produkty, což ztěžuje adaptaci na složité morfologie kostních defektů u pacientů (jako jsou tříštivé zlomeniny nebo nepravidelné defekty po resekci kostního nádoru). Pomocí fotopolymerizovaného keramického 3D tisku lze však morfologii kostního defektu replikovat 1:1 na základě dat CT skenu pacienta a připravit tak personalizované hydroxyapatitové lešení. V případě opravy defektu holenní kosti, který jsme dokončili pro špičkovou-nemocnici, dosáhlo 3D-vytištěné hydroxyapatitové lešení 98% přizpůsobení místu defektu. Šest měsíců po operaci{10}} byl pacient schopen normálně chodit a rentgenové snímky ukázaly, že lešení zcela srostlo se stávající kostí.
Kromě toho lze hydroxyapatit použít k výrobě vnitřních fixačních zařízení, jako jsou umělé obratle a kostní šrouby, které kombinují fixační a kostní-naváděcí funkce.
2. Zubní pole: "Bionic Substrát" pro zubní implantáty a náhrady
V zubních implantátech lze hydroxyapatit použít jako povrchový povlak (5-10 μm silný) ke zvýšení pevnosti vazby mezi implantátem a alveolární kostí. Jeho bioaktivita urychluje mezifázovou fúzi alveolární kosti a implantátu a zkracuje dobu hojení (z tradičních 3-6 měsíců na 1-2 měsíce). Současně mohou 3D tištěné hydroxyapatitové implantáty přesně odpovídat morfologii korunky pacienta, čímž se vyhnete problému „okluzního nepohodlí“ spojeného s tradičními pilíři. Implantáty potažené hydroxyapatitem, které jsme vyvinuli pro tým zubního výzkumu, po klinickém testování dosáhly počáteční stability implantátu (hodnota ISQ) přes 75, což je výrazně vyšší hodnota než u implantátů bez povlaku (hodnota ISQ kolem 60).
3. Tkáňové inženýrství: Funkční platforma pro buněčné nosiče a léčivo s prodlouženým uvolňováním
Porézní struktura hydroxyapatitu nejen že řídí regeneraci kosti, ale slouží také jako buněčný nosič (např. nakládání mezenchymálních kmenových buněk) nebo nosič s postupným uvolňováním léčiva - (např. nanášení kostního morfogenetického proteinu BMP-2), čímž dosahuje dvojí funkce „oprava + léčba“. V našem společném projektu s bioinženýrskou společností dosáhly 3D tištěné hydroxyapatitové skafoldy naplněné BMP-2 cyklu uvolňování léčiva až 21 dnů se stabilní rychlostí uvolňování (denní odchylka uvolňování menší nebo rovna 10 %), což nepřetržitě podporuje proliferaci kostních buněk.
4. Estetická medicína: Přírodní materiál pro opravu a výplň pokožky
Hydroxyapatitové mikrokuličky (velikost částic 50-200μm) lze použít pro dermální výplně ke zlepšení vrásek, jizev po akné a dalších problémů-mají dobrou biokompatibilitu, nezpůsobují reakce na cizí těleso a mohou stimulovat regeneraci kolagenu, čímž je dosaženo efektu „dlouhotrvající výplně + oprava pokožky“. 3použití k přípravě porézní technologie D porézního tisku lešení v inženýrství kožních tkání, poskytující podporu pro regeneraci kůže u pacientů s popáleninami a traumaty.
