Авторам розробки вдалося створити недорогий і зручний прототип людського органа для практики майбутніх лікарів.
Дослідники з Американського хімічного товариства (ACS) Biomaterials Science & Engineering розробили спосіб 3D-друку повнорозмірною моделі серця людини.
Як стверджують автори розробки, надрукований орган допоможе хірургам практикуватися і передбачити виникнення проблем перед складними операціями на серці, що призведе до більш успішних результатів.
Сучасні методи 3D-друку вже використовуються для створення повнорозмірних моделей органів, але використовувані матеріали, як правило, не відтворюють відчуття і механічні властивості натуральних тканин. Крім того, м'які, схожі на тканини органів матеріали, такі як силіконові каучуки, часто руйнуються при 3D-друку в повітрі, що ускладнює відтворення великих і складних структур.
Еман Мірдамаді, Адам Файнберг і його колеги недавно розробили метод, званий оборотним встраиванием зважених гидрогелей довільної форми (FRESH), який включає в себе тривимірну друк м'яких біоматеріалів у ванні з желатинової основою для підтримки тендітних структур, які в іншому випадку зруйнувалися б на повітрі.
Цей метод раніше можна було застосовувати лише з невеликими об'єктами, тому дослідники вирішили адаптувати його до повнорозмірним органам. Першим кроком команди було показати, що альгінат, недорогий матеріал, зроблений з морських водоростей, має такі ж механічні властивості, що і серцева тканина.
Потім дослідники наклали шви на шматок альгінату, який тримався навіть в розтягнутому стані, що дозволяє припустити, що хірурги можуть практикуватися в зшиванні моделі серця, зробленої з цього матеріалу.
Готуючись до друку повнорозмірною правдоподібною моделі серця, команда модифікувала свій 3D-принтер FRESH для створення більших об'єктів. Вони використовували цей пристрій і магнітно-резонансну томографію пацієнта, щоб змоделювати і надрукувати повнорозмірне серце дорослої людини, а також ділянку коронарної артерії, який можна було б заповнити штучною кров'ю.
За словами дослідників, цей метод також може бути застосований для друку інших реалістичних моделей органів, таких як нирки або печінку.
Лікарі вперше пересадили на серце м'язи, які були вирощені в лабораторії.