Váš prohlížeč nepodporuje HTML5
Vědci vytvořili první 3D tištěný model lidského srdce ve skutečné velikosti
Američtí vědci tvrdí, že vytvořili první model lidského srdce ve skutečné velikosti pomocí technologie 3D tisku.
Model byl vytvořen pomocí speciálně vyvinuté 3D tiskárny, která využívá biomateriály k vytvoření struktury a tkání podobných skutečnému lidskému srdci.
Vědci tvrdí, že model srdce může být užitečným nástrojem pro školení lékařů v operacích souvisejících s funkcí lidského srdce. Mohlo by také sloužit jako základ pro nový výzkum způsobů využití technologie 3D tisku k výrobě plně funkčních srdcí, která by se dala nahradit u lidí.
Výzkum vedl tým inženýrů z americké Carnegie Mellon University. Výsledky byly nedávno zveřejněny v článku v časopise ACS Biomaterials Science and Engineering.
Tým vedl profesor biomedicínského inženýrství Adam Feinberg. Tým již dříve vyvinul 3D tiskárnu, která dokázala „bioprintovat“ kolagen. Kolagen je hlavní strukturální bílkovina, která se nachází v tkáních v celém lidském těle.
Cílem nejnovějšího projektu bylo použít stejnou technologii bioprintingu k vytvoření realistického modelu lidského srdce ve skutečné velikosti.
Feinberg ve svém prohlášení uvedl, že jeho tým dokázal vytvořit takový model, který mohou lékaři pečlivě prozkoumat a připravit se na operace srdce. Dodal však, že nově vytvořené modely také umožňují lékařům „manipulovat“ se srdcem, aby si vyzkoušeli podobné reakce jako při práci se skutečnou tkání.
Vědci již dříve vytvořili 3D tištěné modely lidského srdce. Tyto modely však byly vyrobeny z tvrdších látek – například z plastu nebo gumy – které nedokázaly účinně kopírovat měkký materiál tkáně, který se nachází v lidském srdci.
Nový proces 3D tisku také nebyl jednoduchý, uvedl tým z Carnegie Mellon. Je to proto, že měkké materiály, jako je kolagen, začínají jako kapalina. Když se takové látky tisknou na vzduchu, během procesu se rychle rozpadají.
Výzkumníci proto přišli s vlastní metodou 3D tisku měkkých materiálů. Metoda využívá želatinovou látku, která struktury během tisku obklopuje, aby se nezhroutily.
Nový model srdce týmu je vyroben z materiálu zvaného alginát, což je měkká přírodní látka vyráběná z mořských řas. Podle vědců má alginát velmi podobné vlastnosti jako tkáně, které tvoří lidské srdce.
Vědci testovali 3D tištěný materiál například se stehy, které lékaři používají k uzavírání ran při operacích. Tým uvedl, že alginát se dokázal roztáhnout tak, aby stehy podepřel.
Poté, co výzkumníci zdokonalili proces, provedli další změny na 3D tiskárně, aby mohli vyrábět větší objekty. Byli schopni použít snímky z magnetické rezonance pacienta k vymodelování a vytištění lidského srdce ve skutečné velikosti. MRI je zkratka pro magnetickou rezonanci, což je systém pro vytváření elektronických snímků orgánů uvnitř těla.
Feinbergův tým také experimentoval s kousky tkáně navrženými tak, aby kopírovaly funkci jednotlivých prvků srdce – například chlopní, které se otevírají a zavírají, a realistických cév.
Výzkumníci tvrdí, že se jim také podařilo úspěšně vytisknout 3D model srdeční tepny, který by mohl sloužit k výcviku lékařů. Skupina tvrdí, že stejné metody by mohly být použity i k vytvoření dalších realistických modelů orgánů, jako jsou játra nebo ledviny.
Bývalý student Carnegie Mellon Eman Mirdamadi byl dalším vedoucím výzkumníkem projektu. Přiznal, že „velké překážky“ stále brání tomu, aby se pomocí procesu bioprintingu podařilo vyrobit funkční lidské srdce v plné velikosti. Nejnovější pokrok však pomáhá vytvořit „základní základy“ pro takové snahy, uvedl ve svém prohlášení.
Jsem Bryan Lynn.
Bryan Lynn napsal tento článek pro VOA Learning English na základě zpráv z Carnegie Mellon a ACS Biomaterials Science and Engineering. byl redaktorem.
Chceme od vás slyšet. Napište nám do komentářů a navštivte naši stránku na Facebooku.
Kvíz – Vědci vytvořili první 3D tištěný model lidského srdce v plné velikosti
Slova v tomto příběhu
3D tisk – n.. proces tisku pevného objektu z digitálního modelu vytištěním mnoha samostatných vrstev objektu
funkce – n. způsob, jakým něco funguje nebo funguje
manipulovat – v. ovládat něco pomocí rukou
želatin – n. čirá látka vyráběná ze zvířecích kostí, která se používá k výrobě některých potravin a dalších látek
chaluha – n. druh rostliny, která roste v moři
sutura – n. steh používaný k zašití řezné rány nebo zranění na těle člověka
chlopně – n. část srdce, která řídí množství proudící krve
arterie – n. tlustá trubice, která odvádí krev ze srdce do ostatních částí těla
problém – n. problém, který je třeba vyřešit před dalším postupem
příprava – n. práce, která se provádí jako příprava na práci, která se bude provádět později