3-D печать реалистичных моделей искусственных органов
Привет. Команда исследователей, возглавляемая Университетом Миннесоты, создают трехмерные печатные модели искусственных органов, которые имитируют точную анатомическую структуру, механические свойства и внешний вид реальных органов. Эти модели, созданные для конкретных пациентов, которые включают интегрированные мягкие датчики, могут использоваться для практических операций для улучшения хирургических результатов у тысяч пациентов во всем мире.
«Мы разрабатываем модели органов нового поколения для дооперационной практики. Модели органов, изготавливаемые при помощи 3D-печати, - это почти идеальная копия оригинала с точки зрения внешнего вида органа человека. Мы считаем, что эти модели органов могут быть "игровыми заменами" настоящих органов, помогая хирургам лучше планировать и практиковать операции. Мы надеемся, что это спасет многие жизни, уменьшив медицинские ошибки во время операции».
В настоящее время большинство моделей трехмерных печатных органов изготавливаются с использованием твердых пластмасс или каучуков. Это ограничивает их применение для точного прогнозирования и репликации физического поведения органа во время операции. Существуют значительные различия в том, как эти органы выглядят и ведут себя по сравнению с их биологическими аналогами. Они могут быть слишком твердыми для разрезания или наложения шва. Они также не имеют возможности предоставлять качественную обратную связь.
В новом исследовании группа ученых провела МРТ-сканирование тканей из предстательной железы трех пациентов. Исследователи протестировали ткань и разработали индивидуальные силиконовые чернила, которые можно «настроить», чтобы точно соответствовать механическим свойствам ткани предстательной железы каждого пациента.
Эти уникальные чернила использовались в 3D-принтере исследователями из Университета Миннесоты. Затем исследователи приложили мягкие, трехмерные печатные датчики к моделям органов и наблюдали реакцию модели предстательной железы во время испытаний на сжатие и применение различных хирургических инструментов.
Датчики могут дать хирургам в режиме реального времени обратную связь о том, сколько сил они могут прилагать во время операции, не повреждая ткань. Это может изменить наше представление о персонализированной медицине и предоперационной практике.
В будущем исследователи надеются использовать этот новый метод для трехмерной печати реалистичных моделей более сложных органов, используя несколько чернил. Например, если у органа есть опухоль или деформация, хирурги смогут увидеть это в модели, специфичной для пациента, и проверить различные стратегии удаления опухолей или коррекции осложнений. Они также надеются когда-нибудь исследовать приложения за пределами хирургической практики.
«Если бы мы могли воспроизвести функцию этих тканей и органов, мы смогли бы когда-нибудь создать бионические органы для трансплантации. Я называю это проектом «Human X». Это звучит немного как научная фантастика, но если эти синтетические органы выглядят, чувствуют и действуют как настоящие ткани или органы, мы не понимаем, почему мы не могли их напечатать на 3D требуют замены реальных органов».
