Печать 3д органов

В этом материале вы узнаете о том, каково же значение биопринтинга для медицины и людей. Кроме того, вы узнаете, как развивается эта сфера, и какие вопросы будут решены с ее помощью. Мы раскроем для вас суть технологии, ее практическое применение и результаты исследований.

Трехмерная печать активно используется не только в полиграфии, дизайне, промышленности, но и в медицине. Сегодня с ее помощью создают протезы и импланты, которые меньше отторгаются организмом пациента, что ускоряет его выздоровление. Особенно активно ученые работают над созданием органов и бионических протезов, которые ближе к естественным конечностям людей.

Кто занимается технологией биопринтинга?

Инженеры, биотехнологи, генетики – ученые всего мира активно работают над такими вопросами в медицине как:

• печать живой ткани и органов на «биопринтере» (пример – лаборатория «Инвитро», компания «Organovo», лаборатория «3D Bioprinting Solutions»);
• производство протезов из специального полимера (пример – Maxbionic.com, проект InMoov);
• выпуск имплантов для хирургии, стоматологии.

Их разработки внедряются и успешно применяются, ускоряя и облегчая процесс восстановления пациентов.

Технология «каркасного» 3D-биопринтинга заключается в том, что клетки «засеваются» на основу – каркас органа. Основа потом постепенно разлагается и выводится, остается только сам орган.

Суть технологии 3D-биопринтинга с использованием тканевых сфероидов

Из определенного вида клеток формируется строительный материал – тканевые сфероиды. Они обрабатываются гиалуроновой кислотой, чтобы предотвратить преждевременное сращивание.

3 форсунки в принтере подают непосредственно тканевые сфероиды и гели с тромбином и фибриногеном. Последние два образуют фибрин-мономер, который как бетон, скрепляет между собой сфероиды. Потом все лишнее вымывается и остается только ткань.

Затем тканево-инженерные конструкции размером 10х10 см переносятся в инкубатор для выращивания органа на специальном полимерном “шампуре”. Тканям необходим кислород – его обеспечивают кровеносные сосуды и необычный «шампур» до помещения будущего органа в инкубатор. Основа в этом случае не требуется вообще.

Практическое применение 3D печати в медицине:

• Пересадка органов, выращенных из собственных клеток каждого пациента. Решает проблему отторжения тканей от других доноров, ожидания в очереди на органы.
• Создание биоразлагаемых структур для поддержки скелета. Ускорит восстановление организма и возвращение функциональности после травмы.
• Пересадка костей, хрящей, позвонков, суставов. Создается идеальная кость, которая не будет вызывать сильный дискомфорт у пациента – быстрее восстановится нормальная подвижность тела.
• Практический материал для операций. Решает морально-этическую проблему использования человеческих органов для практики хирургов. Для хирургов – наличие доступного материала для оттачивания своих навыков.
• Тестирование препаратов. Решается проблема морально-этического характера – не надо будет тестировать лекарства и другие вещества на людях или животных.

Какие результаты есть на данный момент?

Проведенные эксперименты показывают, что уже можно делать кожу и хрящи – они удачно приживаются. Ушные раковины и печень, распечатанные на биопринтере пересаживали животным и органы приживались. Также ученые смогли создать имплант черепа для человека. Постепенно хирурги внедряют в свою практику пересадку отдельных органов и тканей, распечатанных на 3D-принтерах.

Бионические протезы – альтернатива дорогостоящим современным протезам

Для людей, которые не могут приобрести протез конечности, 3D-печать может стать альтернативой дорогостоящим конструкциям. Эти протезы по своей функциональности не уступают промышленным образцам. Достаточно приобрести расходные материалы – специальный полимер, тяговый механизм набор крепежных элементов, эластичные нити. Так собирается протез с тяговым механизмом. Бионический протез состоит из полимерных деталей, набора крепежных элементов и сервопривода с электроникой. И скачать соответствующую инструкцию по распечатыванию и сборке протеза.

Особенно актуально это может быть для детей. У них конечности растут, и покупать регулярно новый дорогостоящий протез на замену не подходящего по размеру – действительно накладно. Если какая-то деталь сломается, достаточно будет распечатать новую, и заменить предыдущую. Для того, чтобы ребенок не ощущал себя дискомфортно, можно объяснить, что он похож на супер-героя из любимого комикса или фильма – Железный человек, Люк Скайуокер, Красная Стрела, Эльза.