>
>
>
«Доктор, распечатайте мне новое сердце?»

«Доктор, распечатайте мне новое сердце?»

23.01.2015
5

Иногда даже страшно становится от мысли о том, с каким невероятным ускорением развиваются современные технологии. Еще в обозримом прошлом, лет 15 назад, было круто иметь дома струйный черно-белый принтер, то теперь многие всерьез прицениваются к портативным 3D-принтерам, способным воссоздать, например, утерянную детальку от кухонного комбайна, баскетбольный мяч или... фантастические доспехи для косплей-вечеринки.

Но технологии — это в первую очередь общественная польза, а не частные развлечения. К примеру, для медицинской сферы распространение технологий 3D-печати открывает воистину безграничные возможности для лечения заболеваний и травм, которые прежде становились причиной пожизненной инвалидности человека или даже приводили к его смерти.

Все больше людей по всему миру обзаводятся «запчастями» и 3D-моделями своего тела, позволяющими врачам разобраться с патологией: например, придумать, каким образом лучше добраться до коварной раковой опухоли, выросшей между жизненно-важными органами, или спланировать сложную операцию на сердечной мышце. Удивительно, но часто идея напечатать орган приходит не к врачам, а к пациентам и их родственникам, которые всеми силами пытаются спасти ситуацию: они сами разрабатывают программное обеспечение и придумывают материалы для будущей модели, а потом идут к докторам с уже готовым предложением. Со временем такие уникальные случаи становятся прецедентами — и вселяют надежду в пациентов с подобными заболеваниями по всему миру.

Изучив несколько примеров использования 3D-печати в медицине, я разделила их на несколько групп — в зависимости от целей создания моделей.

3D-печать в планировании операций

Если современные медицинские технологии, такие как компьютерная или магнитно-резонансная томография позволяют увидеть 3D-проекцию внутренних органов на экране компьютера, так почему бы не напечатать нужную модель на принтере? Ведь одно дело — рассматривать картинку, а другое — держать в руках точную копию той части тела, которую предстоит вылечить.

жена американского 3D-дизайнера Майкла БалзераВо время конференции EuroEcho-Imaging 2014, которая состоялась в Вене в декабре минувшего года, голландский доктор Питер Фешхувен продемонстрировал собравшимся коллегам 3D-модель человеческого сердца, напечатанную на высокотехнологичном принтере. В то время как в обычных условиях детям с врожденными пороками иногда требуется до 4 операций в разное время жизни, чтобы устранить дефект, пластиковая копия сердца может сократить количество вмешательств до 1-2, поскольку врачи имеют возможность заранее выбрать и спланировать необходимый оперативный прием. Кроме того, с помощью 3D сердца доктору будет проще объяснить пациентам и родителям суть порока и методов его лечения.

Еще один пример — у жены американского 3D-дизайнера Майкла Балзера диагностировали менингиому — опухоль головного мозга диаметром в 3 см, которая располагалась за левым глазом женщины. В соответствии со стандартным хирургическим приемом, чтобы удалить образование, требовалось сделать трепанацию и фактически сдвинуть мозг внутри черепной коробки. Это в свою очередь грозило смертью на операционном столе или непредсказуемыми осложнениями после вмешательства. Балзер не хотел идти на такой риск и самостоятельно создал 3D-модель черепа своей жены с опухолью на внутренней стороне глазницы. Обратившись к нейрохирургическому сообществу США по интернету, дизайнер достаточно быстро нашел врача, готового удалить опухоль микроинвазивно, через маленький разрез над левым глазом пациентки. Доктор заметил, что к моменту операции опухоль была уже настолько велика, что задевала зрительный нерв, и через несколько месяцев жена Балзера могла ослепнуть. Но теперь она здорова и, по словам супруга, маленький шрам на веке заметен только ей.

Подобным же образом врачи-пионеры 3D-печати создают модели органов таза для подготовки к сложной операции, а косметические хирурги могут заранее показать пациенту, как будет выглядеть его лицо с измененной формой носа.

Функциональные протезы

Если 3D-печать макетов не требует сложного подбора материала, то создание функциональных протезов можно считать следующей ступенью эволюции взбесившегося принтера 3D-медицины.

К примеру, уже несколько пациентов вернулись к полноценной жизни после того, как получили протез нижней челюсти (она часто разрушается вследствие опухолевых заболеваний или тяжелых челюстно-лицевых травм).

3D-печать также подходит для печати позвонков: ученые утверждают, что такие конструкции можно вживлять даже в детском возрасте, поскольку, благодаря своей пористой структуре, с возрастом он обрастает полноценной костной тканью. Счастливым обладателем такой искусственной косточки этим летом уже стал 12-летний мальчик в Китае.

«Объемный» принтер способен помочь при утрате и других костей тела — к примеру, лопатки или пяточной кости.

Косметические протезы

бывшая возлюбленная доктора Тэкери из «Больницы Никербокер»Любители сериалов наверняка помнят жутковатую маску бывшей возлюбленной доктора Тэкери из «Больницы Никербокер», за которой она скрывала изъяны пораженного сифилисом лица. В наше время скрывать косметические дефекты после травм и заболеваний стало значительно легче, что важно для пациента как с точки зрения эстетики, так и с точки зрения физического комфорта.

Протез, напечатанный на 3D-принтере, может быть уникальным, а создать его можно даже без участия врачей. Вот вам пример из России: девушка по имени Ольга, увлекавшаяся экстремальным спортом, лишилась икроножной мышцы, что привело к видимой асимметрии голеней. Московские специалисты по 3D-печати сделали для нее своеобразный косметический ортез (а ранее эти же ребята разработали несколько протезов пальцев рук для детей и взрослых).

Еще один пример, связан с 3D-печатью костей черепа, которые часто повреждаются в дорожно-транспортных происшествиях. В этих случаях пластины, закрывающие дефект, несут как защитную, так и косметическую функцию. Раньше их делали из титана, но современные технологии позволяют заменить 75% поврежденных костей на пластиковую копию, на которой, помимо прочего, выгравированы мелкие детали, стимулирующие рост клеток костной ткани вокруг «заплатки».

Печать органов

Ну и, наконец, вершина стремлений — печать полноценно функционирующих органов. Не нужно донорства и страха лишиться почки или печени из-за чересчур беспечного образа жизни. Но тут все несколько сложнее: ведь в качестве «чернил» для устройства должны выступать стволовые клетки, которые необходимо расположить в правильной последовательности, чтобы будущий орган функционировал как «природный».

Бионическое ухоНо возможности человеческой мысли, похоже, безграничны: эксперименты по «печати» искусственной печени ведутся в нескольких лабораториях мира, а российские ученые из «Сколково» обещают создать пригодную для трансплантации щитовидную железу уже в этом году, а искусственную почку — в 2018-м.

С органами, не имеющими паренхиматозного строения (сложной организации клеточных тканей), дела обстоят несколько проще: так ученые из США еще в мае 2013 года опубликовали научный доклад об успешном создании «бионического» уха, которое содержит чувствительную к радиоволнам антенну и живые клетки.

В общем, подозреваю, что пока я писала этот текст, в мире придумали еще какое-нибудь медицинское применение для 3D-печати. А лет эдак через 15 эта статья в архивах Newslab.ru будет вызывать смех — подобный тому, какой сегодня может вызвать, например, заметка в советской газете о возможностях новомодных арифмометров. Что ж, так тому и быть.

Рекомендуем почитать