Serca drukowane na miarę. Nowy pomysł naukowców z MIT
Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowali procedurę druku miękkiej repliki serca pacjenta z wykorzystaniem technologii 3D. Następnie, korzystając ze specjalnych rękawów przypominających folię bąbelkową, umożliwili naśladowanie naturalnego bicia serca i zdolności pompowania krwi.
Choć każde serce pełni tę samą funkcję, to żadne dwa nie biją identycznie. Różnić może się także rozmiar i kształt. Naukowcy z MIT postanowili więc opracować metodę wykonania repliki serca, które będzie idealnie dopasowane do danej osoby.
Dzięki przekształceniu danych pochodzących z diagnostyki obrazowej w trójwymiarowy model komputerowy, zespół inżynierów wydrukował w 3D miękką replikę. Sztuczny narząd nie tylko kurczy się i rozciąga jak prawdziwe serce, ale można również dostosować jego rozmiar i kształt.
Sztuczne może zachowywać się jak prawdziwe
Do produkcji replik zespół wykorzystał atrament na bazie polimeru, który po wydrukowaniu i utwardzeniu może być ściskany i rozciągany, podobnie jak bijące serce. Jako materiał źródłowy naukowcy wykorzystali skany medyczne 15 pacjentów, u których zdiagnozowano zwężenie zastawki aortalnej. Przekształcili obrazy każdego pacjenta w trójwymiarowy model komputerowy lewej komory serca (głównej komory pompującej) i aorty. Wprowadzili ten model do drukarki 3D, aby wygenerować miękką, anatomicznie dokładną skorupę zarówno komory, jak i naczynia.
Naukowcy wyprodukowali również specjalne rękawy przypominające folę bąbelkową. Dopasowali ich kształt tak, by po owinięciu sztucznego narządu i podłączeniu do niewielkiego systemu pompującego powietrze, można było realistycznie kurczyć wydrukowane modele.
Sukcesem również było to, że dla każdego modelu serca można było dokładnie odtworzyć te same ciśnienia i przepływy, które zostały wcześniej zmierzone i pacjentów.
Możliwość dopasowania przepływów i ciśnień pacjentów była bardzo zachęcająca. Nie tylko drukujemy anatomię serca, ale także odtwarzamy jego mechanikę i fizjologię. To część badań, która nas ekscytuje.
Co istotne, repliki serca mogą być również wykorzystywane przez laboratoria badawcze i przemysł urządzeń medycznych jako realistyczne platformy do testowania terapii różnych typów chorób serca.
