01.12.2020
PL EN
20.11.2020 aktualizacja 20.11.2020

Serca z drukarki pomogą chirurgom lepiej planować operacje

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Dzięki nowatorskiej technice trójwymiarowego biodruku powstał realistyczny model serca, który pozwala lekarzom na trenowanie: cięć, zszywania i innych czynności. W podobny sposób mają powstać modele innych organów.

Z pomocą nowatorskiej techniki FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels) naukowcy z Carnegie Mellon University stworzyli przełomowy model ludzkiego serca.

Już wcześniej chirurdzy posługiwali się produkowanymi w drukarkach 3D modelami tworzonymi na podstawie badań MRI danego pacjenta. Modele takie jednak pozwalały głównie na wizualny ogląd danego organu.

Nowa technika umożliwia tymczasem tworzenie modeli, które pod względem właściwościami, np. elastycznością, przypominają żywą tkankę. To pozwala nie tylko na dokładne przyjrzenie się budowie narządu, ale także na testowanie na nim cięć, szycia, czy innych procedur.

W technice FRESH drukująca igła wstrzykuje tusz zawierający naturalny polimer alginian do zbiornika z miękkim hydrożelem (https://www.youtube.com/watch?v=4NUGQTFH5dI&feature=youtu.be). Hydrożel podtrzymuje powstającą z kolejnych warstw strukturę. Kiedy druk już zostanie zakończony, wystarczy podnieść temperaturę, aby hydrożel się roztopił i odsłonił gotowy model.

Choć metodę tę badacze opracowali już jakiś czas temu, to do stworzenia modelu serca trzeba było pokonać kilka przeszkód. M.in. konieczne było zwiększenie obszaru drukowania.

„Możemy teraz tworzyć modele, które nie tylko pozwalają na wizualne planowanie zabiegu, ale umożliwiają też przećwiczenie fizycznych procedur. Chirurg może manipulować modelem, który reaguje podobnie, jak żywa tkanka. Kiedy wejdzie potem na salę operacyjną, będzie miał za sobą dodatkowy, realistyczny trening” - mówi twórca techniki prof. Adam Feinberg.

W podobny sposób mają powstawać modele innych narządów. Pomogą one nie tylko chirurgom, ale także w badaniach nad hodowlą organów i tkanek do przeszczepów. Miękkie, biozgodne rusztowania podobne do opracowanego modelu mogą posłużyć jako podłoże dla komórek, z których powstaną działające organy.

„Choć w dziedzinie biodruku pełnoskalowego, działającego ludzkiego serca nadal borykamy się z istotnymi przeszkodami, jesteśmy dumni, że dzięki technice FRESH pomogliśmy stworzyć do tego podstawy, a jednocześnie już dzisiaj wskazaliśmy praktyczne zastosowania w medycznych symulacjach” - dodaje specjalista od biologicznego druku.

Więcej informacji na stronach:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/coec-3bh111820.php (grafika)

https://www.nature.com/articles/s41467-020-19659-z

wideo: https://www.youtube.com/watch?v=4NUGQTFH5dI&feature=youtu.be (PAP)

mat/ ekr/

Copyright © Fundacja PAP 2020