Даже сердце можно напечатать
Для того, чтобы спасти жизнь, совсем не обязательно печатать новый орган. Можно починить уже имеющийся.
Ярким примером стала операция, проведенная хирургами Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета. Врачам пришлось спасать младенца, рожденного со сложным дефектом сердца. Для того чтобы разобраться в структуре порока, врачи напечатали точную модель сердца по томографическим снимкам и поработали все детали перед тем, как приступить к двум сложным операциям. Завершилась история благополучно: мальчик пошел на быстрое выздоровление.
3D-модель сердца. Фото: NIH Image Gallery / Flickr / CC BY-SA 2.0
Возможность заменить поврежденный орган – да не механическим подобием, а конструкцией из собственных клеток – задача, сложность которой на практике оказалась равна простоте этой идеи. Тем не менее, много лет попытки не прекращались по всему миру и вот на наших глазах в медицине в очередной раз происходит научное чудо.
Использование живых клеток
Суть состоит в печати трехмерных структур живыми клетками и биоразлагаемыми материалами, служащими каркасом или «матриксом» для клеточной массы. Само собой, вырастить клеточную массу можно и в пробирке, но вот создать полностью функциональный орган из нескольких тканей и с сетью кровеносных сосудов, да еще и пригодный для пересадки, сможет только биопечать.
Работы в этом направлении уже ведутся, хотя сложные органы получить пока не удалось. Самым продвинутым примером можно считать эксперименты российской компании 3D Bioprinting Solutions, напечатавшей щитовидную железу, которая затем была успешно имплантирована подопытной мышке.
А вот американская компания Organovo уже производит ткани печени, используемые в качестве образцов для тестирования новых лекарственных препаратов на эффективность, токсичность и побочные эффекты без участия двуногих подопытных.
Гибкие материалы для суставов. Фото: andreas kofner / Flickr / CC BY-SA 2.0
Руководитель проекта Здоровье Mail.Ru Евгений Паперный считает, что самая первая цель для 3D-печати органов – железы, ведь отсутствие того или иного гормона обрекает человека на их пожизненный приём. При диабете I типа гибнут синтезирующие инсулин клетки поджелудочной железы. В желудке этот гормон переваривается, поэтому его нужно колоть. Его количество постоянно меняется в зависимости от физических нагрузок и употребляемой пищи точно поддерживая в организме уровень глюкозы (которую все клетки используют для получения энергии). В результате – необходимость в многократных уколах, точном расчете дозы, самоконтроле уровня сахара (это делается при помощи анализа крови, то есть к уколам добавляется необходимость прокалывать палец несколько раз в день).
Электронные инсулиновые помпы удобнее, но ходить с «пейджером», от которого в живот тянется нетолстая трубочка – тоже небольшое удовольствие. Судя по прогрессу в 3D-печати, 230 миллионов диабетиков планеты скоро услышат невероятно приятную новость.
Протезы в 3D
Это штучное или мелкосерийное производство. Если ширпотреб проще и дешевле отливать и штамповать, то кастомизированные изделия выгоднее печатать, ведь 3D-печать позволяет перейти от цифровой модели непосредственно к производству, не требуя изготовления дорогостоящей оснастки.
Идея протезирования получила широкое распространение по всему миру, причем некоторые вполне способные механические версии обходятся всего в 50 долларов, тогда как привычные индивидуальные протезы могут стоить все 50 000 долларов. Наиболее известным отечественным проектом в этом направлении стала компания Can Touch, основанная Владимиром Румянцевым при поддержке команды W.E.A.S. Robotics.
На помощь дизайнерам приходят 3D-сканеры, используемые для получения трехмерного рисунка конечности. Затем протез печатается под полученные размеры и очертания. В последнее время компания использует профессиональные 3D-принтеры ради более высокого качества поверхностей, однако вполне функциональные и очень дешевые версии можно получить с помощью бытовых печатающих устройств.
Благодарим портал 3DToday.ru за помощь в подготовке материала.
Как вы думаете, могут ли российские пациенты позволить себе напечатанные на 3D-принтере протезы или они пока слишком дорогие? Напишите нам об этом в комментариях и не забывайте делиться сдрузьями — кнопки ниже!
