Ученые научились печатать сердце человека в трехмерной проекции на основе МРТ-сканирования. Полученный образец один в один повторяет строение органа пациента. Его можно взять в руки, рассмотреть поближе и даже препарировать. Эта технология будет полезной для изучения сердца хирургом перед проведением сложной операции.
Будущее уже рядом
В популярном научно-фантастическом сериале HBO «Мир Дикого Запада» 3D-принтер используется для производства роботов-гуманоидов. Филигранно воссоздавая невероятно сложные человеческие тела, он способен вдохнуть жизнь в искусственно созданный организм.
Современным устройствам, используемым медиками, пока далеко до таких возможностей. Но недавно был сделан важный научный прорыв. Группа специалистов на основе обычного 3D-принтера изготовила аппарат, способный «выращивать» человеческое сердце.
Нет, оно не предназначено для трансплантации, по крайней мере, в ближайшей перспективе. Это демонстрационный макет, в точности воспроизводящий строение органа со всеми его дефектами и особенностями.
Современные технологии на службе медицины
Недавно команда ученых подключила модифицированный 3D-принтер к аппарату МРТ. По параметрам, полученным во время сканирования пациента магнитно-резонансным томографом, принтер осуществляет печать желеобразным материалом деформируемого полноразмерного аналога человеческого сердца. Данные об этом напечатаны в специализированном журнале ACS Biomaterials Science & Engineering.
По словам участников проекта, они не изобрели чего-то принципиально нового. Ученые смогли применить существующие технологии и оборудование для реализации ранее не использовавшейся идеи.
Для печати трехмерного сердца применялся недорогой 3D-принтер и немного откорректированное программное обеспечение. В качестве материала, с помощью которого создаются объемные объекты, использовали гидрогель на основе желатина, полученного из морских водорослей.
Как это работает
Исследователи называют свою технику «обратимым внедрением суспендированных гидрогелей произвольной формы». Процесс начинается со сканирования настоящего сердца. Затем данные в цифровой форме переводят в информацию, которую может обработать 3D-принтер. Печатное устройство накладывает слои экструдированного материала один на другой, формируя трехмерное изображение через программу-слайсер.
Выходя из сопла принтера, желеобразный материал быстро застывает. Он хорошо держит форму, может сминаться и возвращаться в исходное положение. Но при этом его легко разрезать для исследования внутренней структуры напечатанного органа, определения размеров, поиска дефектов и прочее.
Зачем это нужно
В результате ученые разработали и успешно испытали новый медицинский метод, который поможет лучше изучить строение сердца человека. Когда хирургу предстоит сложное операционное вмешательство, он может поместить пациента в МРТ, сделать сканирование больного органа, распечатать его и потренироваться до начала самой операции. Учитывая простоту метода, его можно внедрить во многих клиниках без больших затрат.
Перспективы
Конечно, людям хочется гораздо большего. Например, сделать реальностью 3D-печать органов из плоти и крови. Используемый метод может стать первым шагом в этом направлении. Прогресс может в конечном итоге привести к появлению функционирующих сердец, напечатанных на 3D-принтере, и предоставить разработчикам медицинских устройств беспрецедентную платформу для тестирования своих изделий.
Полезной видится идея сопряжения в реальном времени печатающего и сканирующего аппаратов. Не секрет, что люди отличаются ростом и комплекцией, возрастом и полом. Соответственно, размеры органов у каждого индивидуальны.
При пересадке того же сердца врачи вынуждены использовать доступный донорский материал, и выбор будет невелик. Использование технологии трехмерной печати позволит выращивать идеально точный по размерам орган. Но без дефектов.
Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание