МЕНЮ

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИЛЕР 3D ПРИНТЕРОВ В РОССИИ

наблюдайте вместе с нами, как 3D-технологии меняют мир!
г. Москва: м. Курская, м. Чкаловская
пн-пт с 10 до 20
Оформить заказ
0 товаров

Возможности применения 3D-принтеров в медицине

Быть может воображение идейного вдохновителя технологии 3D-печати и рисовало радужные картины будущих перспектив его детища, но вряд ли даже он мог представить все масштабы революционной идеи. С легкой руки разработчиков 3D-принтеры стали способны вмешиваться в творение, созданное самой эволюцией – человеческое тело. Медицина, вооружившись технологией прототипирования, перешла на новый уровень в хирургии и протезировании, существенно улучшив качество создаваемых имплантатов.

Отцом процесса биологической 3D-печати по праву считается Габор Форжак (Gabor Forjak), один из основателей Organovo. Именно его инновационная разработка положила начало сотрудничеству американской медицинской компании с австралийским машиностроительным концерном Invetech. Результатом их совместной работы стал прототип первого биологического 3D-принтера.


На этом устройстве, группа американских медиков под руководством Энтони Атала (Anthony Atala) в 2006 году распечатала несколько мочевых пузырей необходимых для пересадки. Искусственные органы были вживлены семерым пациентам, и продолжают успешно выполнять свои функции на протяжении шести лет. В то время, исходным материалом для печати являлись образцы тканей мочевых пузырей самих реципиентов. Современная медицина исповедует несколько другой подход, используя в качестве «расходников» стволовые человеческие клетки.

Суть 3D-биотехнологии от Organovo

Схожесть предложенной американскими учеными технологии с классической 3D-печатью бесспорна. На первом этапе происходит подготовка исходных материалов. Здесь, как и в 3D-принтере, используются рабочее вещество и материал поддержки. Биологические «чернила» представляют собой измельченную до наноразмеров клеточную ткань реципиента (или его стволовые клетки), помещенную в жидкую питательную среду. В качестве материала поддержки выступает гидрогель на основе коллагена, который не взаимодействует с рабочим веществом, но способен бесконечно долго поддерживать постоянную температуру своей поверхности близкую к нормальной человеческой.

На втором этапе в специальной биокамере из коллагенового геля формируется основание будущего органа, на которое наносится клеточная суспензия. Печатающая головка в таком 3D-принтере состоит из большого количества микроскопических форсунок, способных впрыскивать биочернила на подготовленную поверхность с точностью до нескольких десятков микрон. Затем прототип вновь покрывается слоем материала поддержки.

С течением времени, под действием естественных природных процессов частицы клеточной суспензии начинают сращиваться между собой, образуя новый человеческий орган. В завершении процесса печати застывший гель удаляется с имплантата, который помещается в питательный раствор и подготавливается к трансплантации.

Благодаря 3D-технологии за последние несколько лет медикам удалось успешно напечатать куски кожных покровов, человеческую печень, части кровяных сосудов и даже сердечный клапан. Как отмечает руководитель Института регенеративной медицины Уэйк-Фореста (Wake Forrest, США), уже в следующем году при помощи биопечати врачи смогут заживлять раны непосредственно на теле пациента. Прогресс 3D-печати делает нашу повседневную жизнь все более похожей на голливудский фантастический фильм.

Костная 3D-ткань из Японии

Ученые из страны гейш и сакуры пошли немного дальше своих заокеанских коллег и поставили на конвейер производство протезов по 3D-технологии, создав Токийскую Фабрику костей (Tokio Bone Factory). Специальное программное обеспечение, опираясь на рентгеновские снимки, создает компьютерную модель протеза, а затем готовый проект воспроизводится на 3D-принтере. Материалом для печати служит мелкодисперсный порошок альфа три-кальций фосфата (аТКФ). Прототипирование происходит по 3DP-технологии, а значит необходимо еще и вяжущее вещество, в роли которого выступает полимерный клей на водной основе.

Созданные таким образом кости соответствуют природным аналогам, приживаются без видимых проблем и со временем через них прорастает естественная ткань, полностью заменяя собой имплантат в течение нескольких месяцев. Обычные протезы из гидроксилапатита стоят дороже и гораздо хуже адсорбируются человеческой тканью. Кроме того, прототипированные кости более прочны, но даже их жесткости не достаточно, чтобы выдерживать вес тела человека, а значит применить имплантат из три-кальций фосфата для замены, скажем берцовой кости не возможно.

Студенты-медики изучают «распечатанные» органы

Качественное обучение любого специалиста работающего в области медицины не возможно без большого количества практических занятий. Испокон веков для этих целей использовались мертвые человеческие тела. Истории известен факт, когда группа студентов Чикагского медицинского университета отказалась препарировать в учебных целях эксгумированные трупы.

Специалисты медицинского отдела военного ведомства США впервые предложили использовать в качестве объектов для практических занятий модели человеческих мышц, костей и внутренних органов созданные при помощи 3D-принтера. Сейчас такими «распечатками» снабжены более десяти медицинских ВУЗов страны. Теперь будущие хирурги совершают свои первые настоящие операции на элементах человеческих тел, полученных по технологии 3D-прототипирования. Кроме того, «распечатки» подвергаются любым методам медицинского сканирования (КТ или МРТ), поэтому врачи общей практики смогут оттачивать мастерство диагностики на моделях человеческих органов.