Realistyczne modele serca stworzyli naukowcy z Uniwersytetu Minnesoty przy wsparciu technologicznym firmy Medtronic.
Wydrukowany został fragment aorty. Jest to odcinek naczynia krwionośnego znajdujący się najbliżej serca. Składa się z zastawki aortalnej oraz otworów na tętnice wieńcowe i ma trzy płaty otoczone włóknistym pierścieniem. Model obejmuje także część mięśnia lewej komory serca oraz aortę wstępującą.
Taki model narządu ma pomóc lekarzom w przygotowaniu się do zabiegu zwanego przezcewnikową wymianą zastawki aortalnej (TAVR). Operacja jest konieczna w przypadku zwężenia aorty, gdy niemożliwe staje się jej pełne otwarcie i właściwy przepływ krwi z serca do tętnicy głównej. W trakcie tego typu zabiegu nowa sztuczna zastawka umieszczana jest przez chirurgów wewnątrz naturalnej zastawki aortalnej pacjenta.
Zwężenie aorty to jedno z najczęstszych schorzeń starszych osób powyżej 75 roku życia. Aby "naprawić" aortę wykonuje się wtedy albo operację na otwartym sercu, albo właśnie mało inwazyjną procedurę, w której naprawia się uszkodzoną aortę przy użyciu cewnika.
Naszym celem w przypadku drukowanych w 3D modeli jest zmniejszenie ryzyka powikłań medycznych poprzez zapewnienie narzędzi dostosowanych do chorego. Lekarze mogą teraz lepiej zrozumieć strukturę anatomiczną i właściwości mechaniczne serca konkretnego pacjenta
- wyjaśnia Michael McAlpine z Uniwersytetu Minnesoty (USA), profesor inżynierii mechanicznej.
Czy będziemy mieć kiedyś "bioniczne" narządy? Naukowcy są optymistami
Model 3D wykonany był pod konkretnego pacjenta. Najpierw przy pomocy skanerów określono kształt anatomiczny fragmentu serca i aorty pacjenta, a następnie wprowadzono te dane do pamięci drukarki 3D. Do drukowania użyto specjalnego atramentu na bazie silikonu, opracowanego przez uniwersyteckie laboratorium. Musiał być to bowiem odpowiednio elastyczny materiał, aby łatwiej dopasowywał się do kształtu serca.
Naukowcom udało się wydrukować nie tylko aortę i tkankę serca, ale także zwapnienia na tkankach miękkich, które zaobserwowali u pacjenta. Zatem model maksymalnie naśladował rzeczywisty stan serca chorego.
Dodatkowo ten model 3D posiadał wewnętrznie zintegrowane elektroniczne matryce czujników, które dały lekarzom możliwość śledzenia zmian ciśnienia krwi w trakcie próbnego zabiegu i znalezienia możliwie najlepszego miejsca na umieszczenie implantu w aorcie pacjenta.
Twórcy takiego modelu serca są pełni optymizmu. Uważają, że jest to początek wykorzystywania technologii 3D nie tylko w celu naśladowania funkcji narządów, ale także do wytwarzania w przyszłości sztucznych organów zastępczych.
Wyniki badań opublikowało czasopismo "Science Advances".
Źródła: MedicalXPress.com, Science Advances, University of Minnesota
