Авторам разработки удалось создать недорогой и удобный прототип человеческого органа для практики будущих врачей.
Исследователи из Американского химического общества (ACS) Biomaterials Science & Engineering разработали способ 3D-печати полноразмерной модели сердца человека.
Как утверждают авторы разработки, напечатанный орган поможет хирургам практиковаться и предусмотреть возникновение проблем перед сложными операциями на сердце, что приведет к более успешным результатам.
Современные методы 3D-печати уже используются для создания полноразмерных моделей органов, но используемые материалы, как правило, не воспроизводят ощущения и механические свойства натуральных тканей. Кроме того, мягкие, похожие на ткани органов материалы, такие как силиконовые каучуки, часто разрушаются при 3D-печати в воздухе, что затрудняет воспроизведение больших и сложных структур.
Эман Мирдамади, Адам Файнберг и его коллеги недавно разработали метод, называемый обратимым встраиванием взвешенных гидрогелей произвольной формы (FRESH), который включает в себя трехмерную печать мягких биоматериалов в ванне с желатиновой основой для поддержки хрупких структур, которые в противном случае разрушились бы на воздухе.
Этот метод ранее можно было применять лишь с небольшими объектами, поэтому исследователи решили адаптировать его к полноразмерным органам. Первым шагом команды было показать, что альгинат, недорогой материал, сделанный из морских водорослей, имеет такие же механические свойства, что и сердечная ткань.
Затем исследователи наложили швы на кусок альгината, который держался даже в растянутом состоянии, что позволяет предположить, что хирурги могут практиковаться в сшивании модели сердца, сделанной из этого материала.
Готовясь к печати полноразмерной правдоподобной модели сердца, команда модифицировала свой 3D-принтер FRESH для создания более крупных объектов. Они использовали это устройство и магнитно-резонансную томографию пациента, чтобы смоделировать и напечатать полноразмерное сердце взрослого человека, а также участок коронарной артерии, который можно было бы заполнить искусственной кровью.
По словам исследователей, этот метод также может быть применен для печати других реалистичных моделей органов, таких как почки или печень.
Врачи впервые пересадили выращенные в лаборатории сердечные мышцы.