Технологія 3D-друку плавно завойовує медичну галузь: хірургічні моделі для проведення операцій, індивідуальні протези, персоналізовані таблетки, тривимірні друковані тканини органів людини.
Інноваційний підхід «зроби сам» доктора судинної хірургії Дженсона Чуена перетворився на тривимірну Лабораторію медичного друку Austin Health 3D при Університеті Мельбурна.
Нещодавно у Медичному журналі Австралії Джейсон Чуен опублікував наукову роботу, у якій розповів про 5 способів 3D-друку, які змінять медицину вже в найближчому майбутньому.
Біодрук
Друкувати повноцінні людські органи сучасна наука ще не навчилася, але перебуває на шляху до цього. Чуен переконаний: незабаром учені навчаться створювати тканини, які виконуватимуть основні функції органів.
Науковці вже створюють на 3D-принтері «органоїди», що імітують органи в зменшеному масштабі і можуть використовуватися для досліджень. Вони сконструйовані з використанням стовбурових клітин, які можна стимулювати для перетворення на функціональну одиницю конкретного органу (нирки або печінки).
Такий «біодрук» включає використання піпетки з комп’ютерним управлінням, яка обробляє культури клітин у спеціальному розчині, багатому поживними речовинами. Потім друкує їх у шарі гелю (без нього клітини перетворюються на водянистий безлад).
За словами Джейсона, проблема полягає в тому, що у гелі клітини можуть померти за лічені секунди. І якщо для таких структур, як «органоїди» це не проблема, то створити повноцінний людський орган поки що майже неможливо — початкові шари клітин гинуть ще до того, як він буде надрукований.
«Якщо не буде хоча б найменшого прориву, який дозволить нам утримувати клітини живими, поки ми їх друкуємо, думаю, друк повноцінного людського органу буде неможливий. Але ми працюємо над покращенням створення «органоїдів» або компонентів, які можна було б поєднати і змусити функціонувати їх, як орган», — говорить Чуен.
Фармакологія
За допомогою 3D-друку також можна позбавити людство, зокрема, ту його частину, яка змушена щоденно вживати безліч таблеток, від цієї не надто приємної процедури. Як? Створивши унікальну таблетку, яка міститиме декілька діючих речовин з різним часом випуску.
Зокрема, для діабетиків та гіпертоніків уже розроблена така тривимірна друкована таблетка — Polypill. Можливо, з часом ця технологія буде доступна й для інших препаратів.
Надруковані піґулки можуть замінити безліч інших медикаментів всього одним. Фото — Pixabay.
Репетиції операцій
Дослідження хірургів, які використовували тривимірні друковані моделі для репетицій хірургічних втручань, показали: з їхньою допомогою знижується час процедури, заподіяна шкода та вартість операції.
Варто враховувати, що робота в операційній може коштувати близько 2 тис. австралійських доларів за годину.
Надрукована 3D-модель нирки з пухлиною (синього кольору) та кровоносними судинами (рожеві та фіолетові). Такі моделі використовуються хірургами для репетиції плану операції. Фото — лабораторія медичної поліграфії в Остіні, Австралія.
Індивідуальні протези
Масове виробництво протезів піде в минуле, а на зміну їм прийдуть 3D-технології і можливість друкувати штучні тканини або кінцівки, які точно відповідають потребам пацієнтів.
«Наприклад, при заміні тазостегнового суглобу хірургам потрібно вирізати кістку пацієнта, щоб перевірити протез. У майбутньому для 3D-друку буде достатньо просто нормально протестувати його, щоб він повністю підійшов пацієнту», — переконаний Чуен.
Пластикова аорта, надрукована на 3D-принтері
Виробництво на місцях
Щойно виробництво продукції за допомогою 3D-друку буде налагоджено, вона стане локалізованою. Більше не потрібні будуть складські приміщення з упакованими препаратами та протезами. Їх замінять цифрові файли, які можна буде завантажувати, щоб на їхній основі самостійно друкувати необхідну кількість ліків та протезів.
Це зробить ліки та медичне обладнання доступнішим (за умови наявності технології друку та сировини). Правда, такий підхід вимагатиме запровадження нових норм контролю якості та перегляду відповідальності виробника.
