Nový nástroj pro chirurgy. 3D biotištěné srdce

3D model srdce s biotiskem od Adama Feinberga և vyvinutý jeho týmem. Zápočet: Carnegie Mellon University College of Engineering

Adam Feinberg, profesor biomedicínského inženýrství, a jeho tým vytvořili první model plně 3D lidského tištěného srdce pomocí techniky suspendovaných hydrogelů Freeform Reversible Embedding (FRESH). V nedávném videu od American Chemical Company, založeném na datech MRI založených na speciálně navržené 3D tiskárně, model realisticky napodobuje pružnost stehů srdeční tkáně. Tento orientační bod je vyvrcholením dvouletého výzkumu, který slibuje okamžité chirurgy-kliniky, stejně jako dlouhodobé důsledky pro budoucnost výzkumu bioenginu.

Technologie FRESH 3D bi printing byla vyvinuta v laboratoři Feinberg Laboratory, aby uspokojila nenaplněnou poptávku po 3D tištěných měkkých polymerech, které nemají takovou tvrdost, aby zůstaly nepodporované, jako v případě běžného tisku. Jehla s čerstvým 3D tiskem se používá k vstřikování měkké hydrogelové lázně do bioinjektu, která podporuje tisk subjektu. Pouhé použití tepla po dokončení způsobí roztavení hydrogelu a ponechá pouze 3D vytištěný objekt.

Ačkoli Feinbergova laboratoř prokázala všestrannost a věrnost technologie FRESH, hlavní překážkou dosažení tohoto cíle bylo úplné vytištění lidského srdce. To vyžadovalo zvyk výroby nové 3D tiskárny navržené tak, aby udržovala gelovou lázeň dostatečně velkou pro tisk požadované velikosti, stejně jako drobné softwarové změny pro zachování rychlosti a věrnosti tisku.

3D biografie srdce

Jehla tlačí alginát do hydrogelové lázně, která se pak roztaví a opouští hotový model. Zápočet: Carnegie Mellon University College of Engineering

Velké nemocnice mají často přístup k 3D modelům těla pacienta, které pomáhají chirurgům vzdělávat pacienty a plánovat skutečný postup, ale tyto tkáně a orgány lze modelovat pouze na tvrdém plastu nebo gumě. Srdce týmu Feinberg je vyrobeno z měkkého přírodního polymeru zvaného alginát, který mu dodává vlastnosti, které připomínají skutečný srdeční sval. Pro chirurgy to umožňuje vytvářet modely, které mohou podobným způsobem stříhat, šít a manipulovat se skutečným srdcem. Feinbergovým bezprostředním cílem je spolupracovat s chirurgy a kliniky na vylepšení jejich vybavení a připravenosti na nemocnici.

„Nyní můžeme vytvořit model, který umožňuje nejen vizuální plánování, ale také fyzickou praxi,“ říká Feinberg. „Chirurg s tím může manipulovat, aby skutečně reagoval jako skutečná tkáň, takže když se objeví v chirurgické oblasti, mají v tomto prostředí další vrstvu realistické praxe.“

3D biotištěná data zobrazování srdce

Simulace zahrnuje obrazová data do nejnovějšího objektu 3D tisku. Zápočet: Carnegie Mellon University College of Engineering

Tento článek představuje jeden z nejdůležitějších znaků fungujícího lidského orgánu na dlouhé cestě k bioinženýrství. Takové měkké, biologicky dostupné lešení, které vytvořila skupina Feinberg, by jednoho dne mohlo poskytnout buňku, na kterou buňky přilnou, vytvořit systém orgánů a posunout biomedicínu o krok blíže k obnovení nebo nahrazení celého lidského orgánu.

„Přestože plnohodnotnému funkčnímu lidskému srdci stále existují velké překážky, jsme hrdí na to, že mu můžeme pomoci vybudovat základy pomocí platformy FRESH a zároveň demonstrovat okamžité aplikace realistického chirurgického modelování,“ dodal Eman Mirdamadi, hlavní autor.

Publikováno: ACS Biomaterials Science և Engineering, je spoluautorem novin Feinbergových studentů osh oshua V. Tasman, Daniel Shi. Shivarski, Rachel N. Palcesco mer Bývalý student Eman Mirdamadi.

Odkaz. „FRESH 3D Bioprinting a Full size of Human Heart“ (autor: Eman Mirdamadi, osh oshua W. Tasman, Daniel Shi. Shivarski, Rachel N. Palcesco դամ Adam W. Feinberg, 23. října 2020) ACS Biomaterials Science և Engineering,
DOI: 10.1021 / acsbiomaterials.0c01133:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Agresivní tržní model vývoje energie z jaderné syntézy

Koncept ARC Fusion Pilot Plant byl vyvinut na MIT, aby demonstroval potenciál vysokoteplotních supravodivých magnetů pro nastavení hodnoty rychlosti fúzní energie և. Půjčka:...

Sekvence 64 úplných lidských genomů k zachycení lepší genetické rozmanitosti

Struktura genomu. Zápočet: NIH Sekvence 64 lidských genomů poslouží jako nový odkaz na genetické modifikace a predispozici k lidským chorobám Vědci z University of Maryland...

LSD může nabídnout udržitelnou léčbu úzkosti a jiných duševních poruch

McGill studoval krok v porozumění mechanismu vlivu psychedelik na mozek a potenciálu pro terapeutické použití. Vědci z McGill University poprvé objevili jeden z možných mechanismů,...

Nenechte si ujít příští úplněk – sníh, bouře a hladový měsíc

Uznání: NASA / Bill Dunford Příští úplněk je měsíc se sněhem, bouří a hladem; měsíc během svátků svátku Puim; festival čínských luceren; Magha Purnima a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.