15:58
Новый инструмент для хирургов: 3D-биопечать сердца

Профессор биомедицинской инженерии Адам Файнберг и его команда создали первую полноразмерную 3D-биопринтинговую модель человеческого сердца, используя их свободную обратимую технику встраивания взвешенных гидрогелей (FRESH). Представленная в недавнем видео (ниже) Американским химическим обществом и созданная на основе данных МРТ с использованием специально построенного 3D-принтера, модель реалистично имитирует эластичность сердечной ткани и швов. Эта веха представляет собой кульминацию двухлетних исследований, имеющих как непосредственные перспективы для хирургов и клиницистов, так и долгосрочные последствия для будущего биоинженерных исследований органов.

Новая технология 3D-биопечати была изобретена в лаборатории Файнберга, чтобы заполнить незаполненный спрос на 3D-печатные мягкие полимеры, которым не хватает жесткости, чтобы стоять без поддержки, как в обычной печати. Свежая 3D-печать использует иглу для введения bioink в ванну с мягким гидрогелем, который поддерживает объект во время печати. После завершения работы простое нанесение тепла приводит к тому, что гидрогель плавится, оставляя только 3D-биопечать объекта.

В то время как лаборатория Файнберга доказала универсальность и точность новой техники, главным препятствием для достижения этой вехи была печать человеческого сердца в полном масштабе. Это потребовало создания нового 3D-принтера, изготовленного на заказ, чтобы удерживать гелевую опорную ванну достаточно большой, чтобы печатать в нужном размере, а также незначительных изменений программного обеспечения для поддержания скорости и точности печати.

Игла печатает альгинат в гидрогелевой ванне, которая затем расплавляется, чтобы оставить готовую модель. Кредит: инженерный колледж университета Карнеги-Меллона

Крупные больницы часто располагают оборудованием для 3D-печати моделей тела пациента, чтобы помочь хирургам обучить пациентов и спланировать саму процедуру, однако эти ткани и органы могут быть смоделированы только в твердом пластике или резине. Сердце команды Файнберга изготовлено из мягкого природного полимера под названием альгинат, придающего ему свойства, сходные с реальной сердечной тканью. Для хирургов это позволяет создавать модели, которые можно разрезать, сшить и манипулировать ими так же, как и настоящим сердцем. Ближайшая цель Файнберга-начать работать с хирургами и клиницистами, чтобы точно настроить их технику и обеспечить ее готовность к работе в больнице.

“Теперь мы можем построить модель, которая допускает не только визуальное планирование, но и физическую практику”, - говорит Файнберг. "Хирург может манипулировать им и заставить его действительно реагировать как настоящая ткань, так что, когда они попадают в операционную, у них есть дополнительный слой реалистичной практики в этой обстановке.”

Моделирование включает данные визуализации в конечный 3D-печатный объект. Кредит: инженерный колледж университета Карнеги-Меллона

Эта статья представляет собой еще один важный маркер на долгом пути к биоинженерии функционального человеческого органа. Мягкие, биосовместимые каркасы, подобные тому, что создала группа Файнберга, могут однажды обеспечить структуру, к которой прикрепляются клетки и формируют систему органов, делая биомедицину на один шаг ближе к способности восстанавливать или заменять полноценные человеческие органы.

“Хотя основные препятствия все еще существуют в биопечати полноразмерного функционального человеческого сердца, мы гордимся тем, что помогаем создать его фундаментальную основу с использованием новой платформы, демонстрируя немедленные приложения для реалистичного хирургического моделирования”,-добавил Эман Мирдамади, ведущий автор публикации.

Статья была опубликована в журнале ACS Biomaterials Science and Engineeringв соавторстве со студентами Файнберга Джошуа В. Ташманом, Дэниелом Дж. Шиварски, Рашель Н.Пальческо и бывшим студентом Эманом Мирдамади.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

НАСА тестирует первый из своих новых скафандров для лунных прогулок


Британские секреты НЛО в документах


Черные импортированные огненные муравьи адаптируют использование инструмента, чтобы избежать утопления

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 178 | Добавил: admin | Теги: Fresh, Хирург, человеческое сердце, Новый инструмент для хирургов: 3D-б, инженерный колледж университета, ACS | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar