Tudósok létrehozták az első teljes méretű 3D nyomtatott emberi szívmodellt

Tudósok létrehozták az első teljes méretű 3D nyomtatott emberi szívmodellt

Amerikai kutatók szerint létrehozták az első teljes méretű emberi szívmodellt 3D nyomtatási technológia segítségével.

A modellt egy speciálisan kifejlesztett 3D nyomtatóval készítették, amely bioanyagokat használ, hogy a valódi emberi szívhez hasonló szerkezetet és szöveteket hozzon létre.

A kutatók szerint a szívmodell hasznos eszköz lehet az egészségügyi szakemberek képzéséhez az emberi szív működésével kapcsolatos műveletekben. Emellett alapul szolgálhat olyan új kutatásokhoz is, amelyek arra irányulnak, hogy a 3D-nyomtatási technológiával hogyan lehetne teljesen működőképes szíveket gyártani az emberek helyettesítésére.

A kutatást az amerikai Carnegie Mellon Egyetem mérnöki csapata vezette. Az eredményeket nemrég publikálták az ACS Biomaterials Science and Engineering című szaklapban.

A csapat vezetője Adam Feinberg orvosbiológiai mérnökprofesszor volt. A csapat már korábban kifejlesztett egy 3D nyomtatót, amely képes volt kollagént “bioprintelni”. A kollagén a fő szerkezeti fehérje, amely az egész emberi testben megtalálható a szövetekben.

A legújabb projekt célja az volt, hogy ugyanezt a bioprintelési technológiát felhasználva létrehozzák az emberi szív valósághű, teljes méretű modelljét.

Feinberg közleményében elmondta, hogy csapata képes volt létrehozni egy ilyen modellt, amelyet az orvosok alaposan megvizsgálhatnak a szívműtétek előkészítéséhez. De az újonnan létrehozott modellek azt is lehetővé teszik, hogy az orvosok “manipulálják” a szívet, hogy hasonló reakciókat tapasztaljanak, mintha valódi szövetekkel dolgoznának – tette hozzá.

A tudósok már korábban is készítettek 3D nyomtatott modelleket az emberi szívről. De azok a modellek keményebb anyagokból – például műanyagból vagy gumiból – készültek, amelyek nem voltak hatékonyak az emberi szívben található lágy szöveti anyag másolásában.

A Carnegie Mellon csapata szerint az új 3D nyomtatási folyamat sem volt egyszerű. Ennek oka, hogy a lágy anyagok, mint például a kollagén, folyadékként indulnak el. Amikor az ilyen anyagokat levegőn nyomtatják, a folyamat során gyorsan összeesnek.

A kutatók ezért saját módszert találtak ki a lágy anyagok 3D nyomtatására. A módszer zselatinos anyagot használ, amely a nyomtatás során körülveszi a szerkezeteket, így azok nem omlanak össze.

A csapat új szívmodellje egy alginát nevű anyagból készült, amely egy puha, természetes anyag, amelyet tengeri moszatból állítanak elő. A kutatók szerint az alginát nagyon hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint az emberi szívet alkotó szövetek.

A kutatók például varratokkal tesztelték a 3D nyomtatott anyagot, amelyeket az orvosok a műtétek során a sebek lezárására használnak. A csapat szerint az alginát képes volt úgy megnyúlni, hogy megtartsa a varratokat.

Amikor tökéletesítették az eljárást, a kutatók további változtatásokat végeztek a 3D nyomtatón, hogy nagyobb tárgyakat tudjanak előállítani. Képesek voltak egy betegről készült MRI-felvételek segítségével egy teljes méretű emberi szívet modellezni és kinyomtatni. Az MRI a mágneses rezonancia képalkotás rövidítése, egy olyan rendszer, amely elektronikus képeket készít a testben lévő szervekről.

Feinberg csapata olyan szövetdarabokkal is kísérletezett, amelyeket úgy terveztek, hogy lemásolják az egyes szívelemek – például a nyíló és záródó billentyűk és a valósághű erek – működését.

A kutatók szerint sikeresen 3D nyomtattak egy szívartéria modelljét is, amelyet orvosok képzésére lehetne használni. A csoport szerint ugyanezekkel a módszerekkel más valósághű szervmodelleket is lehetne készíteni, például májat vagy vesét.

A Carnegie Mellon egykori diákja, Eman Mirdamadi volt a projekt másik vezető kutatója. Elismerte, hogy “jelentős akadályok” akadályozzák még a bioprintelési eljárást abban, hogy teljes méretű, működőképes emberi szívet állítson elő. De a legújabb előrelépés segít megteremteni az ilyen erőfeszítések “alapvető alapjait”, mondta egy nyilatkozatában.

Bryan Lynn vagyok.

Bryan Lynn írta ezt a történetet a VOA Learning English számára, a Carnegie Mellon és az ACS Biomaterials Science and Engineering jelentései alapján. volt a szerkesztő.

Az Ön véleményére vagyunk kíváncsiak. Írjon nekünk a hozzászólások rovatban, és látogasson el Facebook-oldalunkra.