3D-печать в медицине: от протезов до биопечати органов

Еще недавно мысль о выращивании новой почки или печати руки казалась фантастической, но сегодня это уже реальность. 3D-печать стала неотъемлемой частью медицины и демонстрирует невероятные возможности: от идеально подходящих протезов до создания настоящей человеческой кожи.

Второе тело на заказ: как 3D-печать меняет медицину

Раньше создание протеза было долгим и мучительным процессом. Сейчас это больше похоже на высокотехнологичное моделирование. Теперь пациенту не нужно подгонять протезы под себя. Индивидуальные устройства адаптируются сами.

Врач проводит 3D-сканером по нужному участку тела. На экране компьютера появляется точная копия конечности. Это быстрее и точнее, чем наложение гипса и бинтов. Далее следует виртуальная примерка. Инженер-дизайнер создает на экране будущий протез, учитывая пожелания, потребности и образ жизни человека. После чего файл отправляется на принтер, и тот слой за слоем создает изделие. Напечатанную деталь шлифуют, убирают лишние подпорки — и готовое изделие отправляется к хозяину.

Источник фото: ru.freepik.com

Что уже умеют такие протезы:

Бионические руки. Протезы считывают мышечные сигналы — человек напряг мышцу, и пальцы сжимаются.
Протезы ноги. В них встраивают датчики, отслеживающие нагрузку. Это предотвращает хромоту.
Копии частей тела. 3D-принтер может напечатать ухо или нос, которые так похожи на настоящие, что разницы практически не заметно.

Сегодня можно изготавливать даже индивидуальные костные пластины и суставные протезы. FDM-принтеры упрощают и удешевляют процесс, делая его доступным для большего количества людей.

Трёхмерные модели человеческого тела и его частей, созданные с помощью 3D-печати, применяются и в образовательных целях. Они помогают студентам-медикам и профессионалам совершенствовать свои навыки и углублять знания.

Биопечать: как вырастить орган

Самое удивительное направление биопринтинг — печать живыми клетками. Принтер, который заправлен биочернилами из живых клеток пациента и специального гидрогеля, который служит для них строительным материалом.

Источник фото: habr.com

Сначала создают чертеж, для этого пациенту делают КТ или МРТ, и компьютер строит 3D-модель больного органа. Для биочернил у пациента берут немного клеток (например, кожи или жира) и размножают их в лаборатории. Следующий этап — печать, биопринтер аккуратно выдавливает гель с клетками, слой за слоем выстраивая объемную конструкцию. Напечатанный еще не готовый орган помещают в биореактор — специальный инкубатор, где он дозревает, клетки начинают делиться, превращаясь в настоящую ткань.

В лабораториях уже научились печатать:

Кожа для пересадки обожженным пациентам.
Ушные раковины и хрящи для суставов.
Кости для черепно-лицевой хирургии (например, чтобы восстановить скулу после травмы).
Мини-печень и мини-почки (органоиды). Они маленькие, но на них уже тестируют лекарства, не рискуя жизнью людей.
Кровеносные сосуды.

Технология будущего: когда напечатают настоящее сердце?

Главная задача сейчас — создать большой живой орган. Сердце или печень требуют много кислорода, для этого их пронизывает множество мельчайших сосудов, что пока что сделать крайне сложно. Но ученые прогнозируют, что органы для пересадки появятся в больницах уже через 10–15 лет.

3D-печать в медицине открывает новые горизонты персонализированного подхода. В будущем врачи смогут использовать стерильный 3D-принтер прямо в операционной, чтобы напечатать необходимый имплант прямо во время процедуры.

Информация взята из открытых источников