Появление и развитие трехмерной печати привело к тому, что сегодня стала возможной 3d печать органов, т.е. выращивание органов на 3д-принтере. Печать пластиковых изделий, еды, обуви, одежды, шоколада – это уже обыденность. Новая отрасль, которой сегодня работает множество специалистов и ученых – это 3d печать в медицине.
3D печать в медицине
Современные технологии 3д печати изменили нашу жизнь и значительно ее упростили. Сегодня на 3д принтере можно напечатать совершенно неожиданные вещи, в том числе и медицинского назначения.
3D печать в медицине:
- изготовление имплантов верхней и нижней челюсти в стоматологии;
- печать искусственного позвоночника, межпозвоночных дисков;
- череп и кости черепной коробки;
- другие кости: лопатка, ключицу, подвздошная кость таза;
- печать суставов: коленный сустав, тазобедренный сустав;
- ушная раковина – бионическое ухо;
- ткани печени (для тестирования лекарственных препаратов);
- ортопедические изделия.
Основная функция 3d печати органов — их трансплантация. Однако применение данных технологий не ограничивается лишь этой областью, они задействованы в различных областях медицины.
- Пересадка органов – основная цель выращивания органов на базе 3д-принтеров.
- Замена кости. По данным 3д сканирования можно отстроить модель кости, которая необходима пациенту и распечатать ее на принтере.
- Поддержка скелета. При помощи 3д печати создаются специальные структуры. Поддерживающие скелет человека, что значительно ускоряет и облегчает процесс выздоровления человека.
- Тестирование лекарственных препаратов. Создание человеческих органов и тканей при помощи трехмерных технологий позволит прекратить проведение испытаний лекарств на животных.
- Создание органов позволит врачам-хирургам практиковать свои навыки на напечатанных органах.
3D печать органов (выращивание органов)
Мысль о печати органов на 3д-принтере до недавнего времени казалась просто фантастической, однако, сегодня это реальность. Разработчики всего мира работают над тем чтобы получить первый полноценно функционирующий в организме человека орган.
На первом этапе ученые пытались получить человеческий орган путем формирования искусственной структуры в виде органа, а затем наполняли эту структуру живыми клетками. Однако за последнее десятилетие ученые изобрели 3d принтер. который может и создавать структуру органа и наполнять его живыми клетками.
Некоторые ученые считают, что создать орган можно не формирую предварительно его каркас, используя при этом возможности самоорганизации живых клеток. Учеными были проведены эксперименты по созданию кусочков печени. Сначала были сформированы нужные блоки клеток, а затем при помощи 3д-принтера они были разложены слоями, для того чтобы дать им возможность совместного роста.
При создании органов на основе трехмерной печати ученые выделяют 4 уровня сложности печати:
- Наиболее просто произвести печать плоских структур, состоящих всего из одного вида клеток, к примеру, кожи.
- Следующими о сложности идут трубчатые структуры, из двух видов клеток – кровеносные сосуды.
- Третий уровень – полые органы – желудок или мочевой пузырь;
- Самые сложные органы – это почки, сердце, печень.
Имплантация первых трех видов органов человеку уже была проведена на практике. Над созданием органов четвертого уровня – почек, печени и сердца, ученые продолжают усердно работать.
3D печать сердца
Ученые университета Луисвилл усердно работают над созданием сердца, используя при этом живые клетки в качестве материала. Сегодня специалисты уже имеют опыт печати сердечных клапанов, мембран, малых вен, применяя клеточный материал. Создание других частей сердца теоритически также возможно, однако для этого нужно применять совершенно иные методики и подходы.
Стюарт Уильямс – клеточный биолог и главный координатор этого проекта — дает прогнозы по созданию полноценного сердца в ближайшие 5 лет. В случае успеха полученный орган не будет называться искусственным, наименованием сердца будет «bioficial heart», а построено оно будет из синтетических и натуральных компонентов.
На данный момент перед учеными стоит ряд проблем. Для решения, которых, прежде всего, необходимо объединить все компоненты сердца в полноценную систему. Клетки заставить слажено работать, как единый механизм достаточно сложно. Также необходимо продумать систему содержания «напечатанного сердца» по окончанию процесса печати.
Одним из главных достоинств «напечатанного» сердца является то, что в качестве исходного материала будут взяты клетки жировой ткани пациента, которому необходима трансплантация органа, в связи, с чем будет исключена возможность отторжения чужеродных клеток, так как эти клетки будут для организма «своими». Прежде чем попасть на печатающее устройство клетки будут полностью очищены, после чего материал будет нанесен слой за слоем по предварительно отстроенной модели.
Компания КЛОНА предлагает высококачественные услуги 3D печати и 3d моделирования по лояльным ценам. Мы всегда рады сотрудничеству!
