2021-03-12 13:30:28
#3Dпечатьорганов #хирургия #news
Полноразмерная 3D-модель сердца пациента поможет хирургу практиковаться перед операцией.
Реалистичные модели человеческих органов могут служить пособием для начинающих хирургов, однако сделать недорогие модели, воспроизводящие размер и сложность, а также имитирующие ткани человеческих органов, непросто. В журнале ACS Biomaterials Science & Engineering группа авторов из
Университета Карнеги Меллон в США представила способ
3D-печати полноразмерной модели сердца пациента. Как отмечают исследователи, в сложной кардиохирургии возможность планирования и тренировки на реалистичной модели поможет предвосхитить проблемы, способствуя более успешному исходу операции.
В настоящее время методы 3D-печати уже используются для создания полноразмерных моделей органов, но материалы обычно по ощущениям или механическим свойствам не соответствуют естественным тканям. Мягкие тканеподобные материалы, такие как силиконовый каучук, часто теряют форму при печати в контакте с воздухом, что затрудняет воспроизведение крупных и сложных структур.
Эман Мирдамади и
Адам Фейнберг с коллегами недавно разработали метод, который называется
FRESH (freeform reversible embedding of suspended hydrogels, обратимое встраивание взвешенных гидрогелей в свободной форме) и представляет собой 3D-печать мягких биоматериалов в желатиновой ванне, что позволяет предупредить схлопывание нежных структур на воздухе. До сих пор применение этого метода ограничивалось небольшими объектами, сейчас ученые адаптировали его к полноразмерным органам.
Для начала авторы показали, что альгинат, недорогой материал из водорослей, слепочная масса, обладает механическими и другими свойствами, близкими к ткани сердечной мышцы. 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.
Для того чтобы сделать модель сердца ученые модифицировали свой
FRESH 3D-принтер под объекты большего размера. Используя его и МРТ-изображения органа пациентов, они смоделировали и напечатали полноразмерное сердце взрослого человека, а также часть коронарной артерии, которую заполнили кровезаменителем.
Модель сердца получилась структурно точной, воспроизводимой и поддающейся манипуляциям вне желатиновой ванны с сохранением формы. Авторы считают, что их метод может быть применим для 3D-печати других реалистичных моделей таких органов как почки или печень.
130 views10:30
П
