3D печать в медицине

Печать человеческих органов с помощью принтера – это уже не фантастика. Сегодня медицина отлично использует эти возможности.

Как работает 3D-принтер

3D принтеры работают в трех измерениях. Таким образом, головки устройства могут двигаться в разных направлениях. Но, в отличие от других устройств, они не только распределяют краски по бумаге, но и выкладывают материал для придания правильной формы. Для создания деталей на таком устройстве используется цифровой файл – план изделия

Загруженный материал нагревается и слоями формирует фигуру согласно плана.

Как работает биопринтер

Смысл работы биопринтеров примерно такой же, как у 3D оборудования. Но их отличие весьма существенно: в качестве материала могут выступать живые клетки, сосуды и кожа.

Биопринтинг в России

3D Bioprinting Solutions занимается разработкой устройств для печати. Лабораторию основала известная в стране компания INVITRO.

Кстати руководитель лаборатории утверждает, что в России печать клеток и органов получит широкое распространение уже в 21 веке.

Разберем, как обстоят дела с биопринтингом во всем мире.

Кости

Технология биопечатания костей уже разработана. Ученые считают, что в скором времени печать костей смогут позволить хирурги прямо во время операции. На печать будет уходить не более 2х часов, после чего «свежее» изделие покроют настоящими стволовыми клетками.

Сейчас разработчики ставят перед собой цель повышения надежности печатных изделий.

Кожа

Биопринтеринг кожи – это отличная альтернатива пересадке. На данный момент уже разработана технология по восстановлению кожи на поврежденных участках с учетом глубины и размера участка.

Мочевой пузырь

К примеру, печать мочевого пузыря уже вовсю проводится. Более того, бионапечатанные мочевые пузыри уже были пересажены в нескольких пациентов. Биоимпланты успешно прижились.

Сердце

Как это ни странно, но ученые считают, что именно печать сердца станет самой легкой процедурой. Они объясняют это легкой конструкцией органа.

Первое в мире 3D сердце уже было напечатано, и оно действительно может выполнять свои функции. Но для готовности к успешной трансплантации придется еще много работать.

Кровеносные сосуды

Ученые склонны полагать, что родные человеческие капилляры склоны к естественному износу, поэтому видят необходимость их замены. Биопечать сосудов уже имеет место быть, но для того, чтобы распространить это явление уйдет еще немало времени.

Хрящи

3D-печать хрящей уже принесла успех своим разработчикам. Эксперты считают, что по этой же методике можно создать хрящ на биопринтере. Так как имплант будет производиться с участием живых клеток, маловероятно, что он будет отторгнут организмом.

Медицинские исследования и фармакология

Биопечать в медицине – это новая веха, которая позволяет искусственно создавать органы, которые будут функционировать в человеческом теле. Кроме того, «искусственные органы» дадут шанс тестирования лекарственных препаратов, полностью исключая нанесение вреда для участников испытаний. К слову, такие изобретения исключают необходимость использовать животных для определения действия лекарств.

Медицинские тренажеры и реестры данных

Американская компания 3D Systems предложила уникальную разработку медицинского симулятора. Врачи, которые тренируются на таком «манекене» неоднократно делали акцент на его сходстве с реальным человеком. Внутренние органы, сосуды и капилляры являются практически идентичными с настоящими.

Осенью 2019 года был запущен в работу новый реестр, который включает в себя информацию о результатах врачебной деятельности, где была использована 3D-печать. Цель реестра заключается в сборе информации об улучшении качестве обслуживания пациентов.

Почему всё это так долго?

Сложная структура тела

Человеческое тело – это очень сложная структура, поэтому создать его точную копию не получится в короткие сроки. Задача несет максимальную ответственность, ведь на кону стоит не только здоровье, но и жизнь пациентов.

Правовое регулирование

Любые инновационные медицинские технологии должны пройти клинические испытания и получить соответствующую сертификацию, а на это тоже нужно время.

Специальное программное и аппаратное обеспечение

Чтобы создать программное обеспечение и аппарат для печати тоже необходимо потратить время. Создание ПО и аппаратуры требует взаимодействия инженеров, биомехаников, клеточных биологов, физиков, математиков и медиков.

Стоит проявить терпение, и 3D печать в медицине принесет свои ожидаемые плоды.