До голяма степен 3D принтирането в някои държави може да звучи като научна фантастика, но се оказва и все по-близо до реалността. Органите, които са резултат от тази нова и революционна методика намират все повече място в съвременната медицина.


Списъкът на чакащите трансплантация в Европа наброява близо 150 000 души и за съжаление много от нуждаещите се в него няма да успеят да дочакат своя ред. Напредъкът на медицинските технологии в сферата на биопринтирането обаче дава надежда, че недостигът на органи за трансплантация в обозримо бъдеще би могъл да се превърне само в лош спомен.


На този нов клон на биоинженерството се възлагат надежди за отглеждане в достатъчно големи количества на живи клетки и триизмерни копия на човешките органи, като бъбреци, черен дроб, а дори и сърце. Но далеч до тук не спират решенията, които предлага тази нова сфера.



Важно е да се отбележи получаването на кадаври за студентите по медицина и стоматология, както и специализанти, които много добре ще могат да упражняват своите практически способности.


Днешните биопринтери вече могат да принтират парчета функционална човешка тъкан. Само по себе си забележимо постижение, от което понастоящем най-активно се възползват лабораториите за тестване на медикаменти.


За да могат принтираните 3D органи да функционират, те трябва да наподобяват техните природни оригинали. Така например бъбреците трябва да могат да обработват и отделят отпадъци под формата на урина, белият дроб да насища кръвта с кислород, а черният дроб да обработва токсините.


Друга насока е предоперативното планиране. При него след претърпяване на тежки черепно-мозъчни травми, например, след провеждане на томографско изследване могат да се принтират модели на променения череп и съответно предварително да се оформят насоките за оперативна намеса. Съответно и трудностите биха били по-лесно предвидими.


Процесът на биопринтирането се състои от три основни стъпки. Първата е предварителната подготовка, в която органи се заснемат с помощта на познати уреди като компютърната томография и магнитно-резонанса томография, което позволява генерирането на точни модели. Втората е същинският процес на биопринтиране, където се приготвя биомастилото, състоящо се от клетки, клетъчни матрици и хранителни вещества. Те се поставят инкубатор, където тази прототъкан се превръща в тъкан. Третата стъпка (и най-несъвършената досега) е създаването на устойчиви структури от вече наличния биологичен материал.


Към момента времето, което се изисква за принтирането на модел на човешки мозък е около 16 часа. В зависимост от целите се използват и различни полимери като първоначално вещество, от което се принтира желания модел.


Изключително важна е ролята на 3D принтирането в области, в които материалите, които се използват се оказват след време проблемни. Такъв пример са титаниевите импланти, които се поставят при мозъчни операции. Но след време водят до проблеми, които в някои случаи могат да наложат тяхното отстраняване.


Изработват се и персонализирани импланти – например след счупвания на черепни кости. Така се осигурява по-бързо възстановяване и по-качествено такова.


Освен при черепно-мозъчни травми този тип принтиране може да се използва и при изкривявания на гръбнака – например сколиоза. Така биха били по-добре предвидени проблемите и усложненията по време на операция. По този начин се скъсява значително времето за работа и от това намаляване излагането на упойващи вещества от анестезията.

 

Източник:

S. Bose et al., Bone tissue engineering using 3D printing, Science direct