Полноразмерные реалистичные модели человеческих органов могут помочь хирургам тренироваться и практиковаться, прежде чем они приступят к настоящим операциям. Для этого ученые из Университета Карнеги Меллон (США) разработали способ 3D-печати полноразмерной модели сердца человека, который описали в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering. Новость появилась на портале EurekAlert!.
Современные методы 3D-печати используются для создания полноразмерных моделей органов, но материалы для печати, как правило, не воспроизводят ощущения или механические свойства натуральных тканей. А мягкие, похожие на ткани материалы, такие как силиконовые каучуки, часто разрушаются при 3D-печати в воздухе, поэтому обычно большие и сложные структуры воспроизвести очень сложно.
Ученые из Университета Карнеги Меллон разработали метод FRESH, который включает в себя трехмерную печать мягких биоматериалов в желатиновой ванне. Желатиновая ванна поддерживает хрупкие структуры, которые в противном случае разрушились бы в воздухе. Раньше с помощью похожего метода печатали только небольшие объекты, сейчас же биоинженеры адаптировали его к печати искусственных органов в полном размере.
В качестве материала авторы разработки использовали альгинат – недорогой материал, сделанный из морских водорослей, – и показали, что он обладает такими же механическими свойствами, что и сердечная ткань. Затем исследователи наложили швы на кусок альгината, который держался даже в растянутом состоянии – а значит, хирурги тоже смогут накладывать швы на модели сердца, сделанной из этого материала. Готовясь к созданию модели сердца, команда модифицировала свой 3D-принтер FRESH для создания более крупных объектов. Они использовали это устройство и магнитно-резонансную томографию (МРТ) пациента, чтобы смоделировать и напечатать полноразмерное сердце взрослого человека, а также участок коронарной артерии, который они могли бы заполнить искусственной кровью. Модель сердца была структурно точной, воспроизводимой, и с ней можно было работать вне желатиновой ванны. Как отмечают исследователи, этот метод также можно применить для печати других реалистичных моделей органов, таких как почки или печень.
[Фото: AMERICAN CHEMICAL SOCIETY]
