Oamenii de știință creează primul model de inimă umană tipărit 3D în mărime naturală

Oamenii de știință creează primul model de inimă umană tipărit 3D în mărime naturală

Cercetătorii americani spun că au creat primul model de inimă umană în mărime naturală folosind tehnologia de imprimare 3D.

Modelul a fost realizat cu o imprimantă 3D special dezvoltată care folosește biomateriale pentru a produce o structură și țesuturi similare unei inimi umane reale.

Cercetătorii spun că modelul de inimă poate fi un instrument util pentru a instrui profesioniștii din domeniul medical în operațiuni legate de funcționarea inimii umane. De asemenea, ar putea fi folosită ca bază pentru noi cercetări privind modalitățile de utilizare a tehnologiei de imprimare 3D pentru a produce inimi complet funcționale care să fie înlocuite la oameni.

Cercetarea a fost condusă de o echipă de ingineri de la Universitatea Carnegie Mellon din America. Rezultatele au fost publicate recent într-un articol în ACS Biomaterials Science and Engineering.

Echipa a fost condusă de profesorul de inginerie biomedicală Adam Feinberg. Echipa dezvoltase deja o imprimantă 3D care putea „biotipări” colagenul. Colagenul este principala proteină structurală care se găsește în țesuturile din întregul corp uman.

Obiectivul celui mai recent proiect a fost acela de a utiliza aceeași tehnologie de bioimprimare pentru a crea un model realist, în mărime naturală, al unei inimi umane.

Feinberg a declarat într-un comunicat că echipa sa a reușit să creeze un astfel de model pe care medicii îl pot examina cu atenție pentru a se pregăti pentru operațiile pe cord. Dar modelele nou-create le permit, de asemenea, medicilor să „manipuleze” inima, pentru a experimenta reacții similare cu cele de a lucra cu țesuturi reale, a adăugat el.

Științii au mai realizat modele imprimate 3D ale inimii umane. Dar acele modele au fost realizate din substanțe mai dure – cum ar fi plasticul sau cauciucul – care nu au reușit să copieze eficient materialul țesuturilor moi care se găsește în inima umană.

Noul proces de imprimare 3D nu a fost, de asemenea, ușor, a declarat echipa de la Carnegie Mellon. Acest lucru se datorează faptului că materialele moi, cum ar fi colagenul, încep ca un lichid. Atunci când astfel de substanțe sunt imprimate în aer, acestea se prăbușesc rapid în timpul procesului.

Așa că cercetătorii au venit cu propria lor metodă de imprimare 3D a materialelor moi. Metoda folosește o substanță de gelatină pentru a înconjura structurile în timpul imprimării, astfel încât acestea să nu se prăbușească.

Noul model de inimă al echipei este realizat dintr-un material numit alginat, o substanță moale și naturală obținută din alge marine. Cercetătorii spun că alginatul are proprietăți foarte asemănătoare cu țesuturile care alcătuiesc inima umană.

De exemplu, cercetătorii au testat materialul imprimat 3D cu suturi, pe care medicii le folosesc pentru a închide rănile în timpul operațiilor. Echipa a spus că alginatul a fost capabil să se întindă pentru a susține suturile.

După ce au perfecționat procesul, cercetătorii au făcut modificări suplimentare la imprimanta 3D pentru a produce obiecte mai mari. Ei au reușit să folosească imagini RMN de la un pacient pentru a modela și imprima o inimă umană în mărime naturală. IRM înseamnă imagistică prin rezonanță magnetică, un sistem de producere a imaginilor electronice ale organelor din interiorul corpului.

Echipa lui Feinberg a experimentat, de asemenea, cu bucăți de țesut concepute pentru a copia funcția unor elemente individuale ale inimii – cum ar fi valvele care se deschid și se închid și vasele de sânge realiste.

Cercetătorii spun că au reușit, de asemenea, să imprime cu succes în 3D un model al unei artere cardiace care ar putea fi folosit pentru a instrui medicii. Grupul spune că aceleași metode ar putea fi folosite pentru a crea și alte modele de organe realiste, cum ar fi ficatul sau rinichii.

Fostul student la Carnegie Mellon Eman Mirdamadi a fost un alt cercetător principal în cadrul proiectului. El a recunoscut că „obstacolele majore” împiedică încă procesul de bioimprimare să producă o inimă umană funcțională de dimensiuni normale. Dar cele mai recente progrese ajută la stabilirea „bazelor fundamentale” pentru astfel de eforturi, a spus el într-o declarație.

Sunt Bryan Lynn.

Bryan Lynn a scris acest articol pentru VOA Learning English, pe baza rapoartelor de la Carnegie Mellon și ACS Biomaterials Science and Engineering. a fost editor.

Vrem să auzim de la dumneavoastră. Scrieți-ne în secțiunea de comentarii și vizitați pagina noastră de Facebook.

Locuri din această poveste

Imprimarea 3D – n. red. procesul de imprimare a unui obiect solid pornind de la un model digital prin imprimarea mai multor straturi separate ale obiectului

funcție – s. f. modul în care ceva funcționează sau operează

manipulare – v. a controla ceva cu ajutorul mâinilor

gelatină – s. f. o substanță transparentă obținută din oase de animale care se folosește la fabricarea unor alimente și a altor substanțe

alge marine – s. f. un tip de plantă care crește în mare

sutură – s. n. o cusătură folosită pentru a coase o tăietură sau o rană din corpul unei persoane

valvă – s. n. o parte a inimii care controlează cantitatea de sânge care circulă

arteră – s. n. un tub gros care transportă sângele de la inimă către alte părți ale corpului

urmă – s. f. o problemă care trebuie rezolvată înainte de a progresa mai departe

lucrare de bază – s. muncă ce se face ca pregătire pentru munca ce va fi făcută mai târziu