Печать органов и кожи: как 3D-принтеры применяют в отечественной медицине?
15:31 31/03/2023
Напечатанные хрящи, кожа, сосуды, кости и даже сердце – сегодня это уже не что-то из области фантастики, а вполне реальные истории. Технологии 3D-печати активно внедряются в медицину и успешно применяются на практике. Новейшим достижением в этой области могут похвастаться ученые из РХТУ. Российским специалистам удалось улучшить технологию печати биополимерами для ускоренного заживления ран. MIR24.TV поговорил с врачами и техническими экспертами и выяснил, как сейчас используют аддитивную продукцию в пластической хирургии, травматологии и протезировании.
Травматология и ортопедия
Активное внедрение аддитивных технологий в практическое здравоохранение отмечает врач травматолог-ортопед Клиники СПбГУ Роман Ворожбит. По его словам, этот метод позволяет объединить работу врача и инженера.
«Аддитивные технологии – это технологии синтеза изделий посредством их послойного наращивания. Они позволяют создать копию оригинальной анатомической области с сохранением всех деталей. В травматологии и ортопедии их используют для печати индивидуальных имплантатов и для замещения дефектов костной ткани, при создании анатомических моделей и инструментов, для предоперационного планирования и печати индивидуальных ортезов».
Специалист отмечает, что современные импланты редко отторгаются организмом, благодаря чему снижается риск повторной операции.
«Первая в России операция по эндопротезированию тазобедренного сустава с применением индивидуального вертлужного компонента, напечатанного на 3D-принтере, была проведена в 2015 году, а уже в 2016 году была зарегистрирована Ассоциация специалистов по 3D-печати в медицине, которая позволяет объединить опыт ведущих российских и зарубежных специалистов, занимающихся данной проблемой», – говорит Роман Ворожбит.
Он также рассказывает об успехе создания отдела аддитивных технологий на базе отделения травматологии и ортопедии №2 в Клинике высоких медицинских технологий им. Н.И. Пирогова. Травматолог уверен: «Благодаря инженерам у врачей теперь есть возможность помогать пациентам с дефектами вертлужной впадины, дистальных отделов бедренной и большеберцовой костей, с диафизом бедренной кости, а также проводить радикальное хирургическое лечение пациентам с онкологических заболеваниями костной ткани».
Пластическая хирургия
Трехмерная печать наиболее перспективна и реализуема именно в пластической хирургии, нежели в любой другой области медицины, считает кандидат медицинских наук и пластический хирург Юлия Орлова.
«Уже приводятся научные исследования по 3D-печати кожи. Есть ряд заболеваний, которые не поддаются консервативному лечению, а хирургического недостаточно. Например, при буллезном эпидермиолизе – врожденном заболевании кожи, когда поверхностный слой кожи (эпидермис и часть дермы) отторгается организмом, и на всем теле образуются открытые раны. Вследствие этого донорского материала на собственном теле для устранения кожных дефектов просто не хватает», – объясняет специалист.
Врач также отмечает эффективность применения метода трехмерной печати кожи для лечения послеожоговых деформаций. Особенно это актуально для лечения детей при обширных ожогах различных частей тела. В этих случаях также неоткуда взять здоровую кожу для трансплантации, однако, как уверяет эксперт, с помощью 3D-принтера уже сейчас возможно формировать не только слои кожи, но и других тканей и органов.
«К примеру, я лично принимала участие в создании трехмерного скаффолда из клеток жировой ткани и коллагена. Таким образом можно восполнить недостаток мягких тканей на лице после травм или врожденных деформаций», – комментирует Юлия Орлова.
Эксперт отмечает перспективность технологии трехмерной печати не только в пластической хирургии, но и в других направлениях медицины. «Помимо воссоздания кожи и мягких тканей, при успешном применении трехмерной печати станет возможным вылечивать пока тяжело поддающиеся лечению заболевания. Например, сахарный диабет или аутоиммунный тиреоидит – замещением «больной» ткани на «здоровую». Также можно будет полностью заменять органы и ткани. «Выращенных в лаборатории» органов точно хватило бы всем нуждающимся в очереди на трансплантацию», – уверяет пластический хирург.
Протезирование
О большой роли биопринтеров в вопросах протезирования подробно рассказывает исполнительный директор компании «Моторика» Руслан Бабинцев:
«Главное преимущество 3D-печати – возможность изготавливать сложные и анатомически точные геометрические формы. Мы используем эти технологии для создания протезов пальцев, кисти, предплечья и локтя».
Как объясняет специалист, в основе технологии лежит принцип выборочного лазерного спекания (selective laser sintering). В качестве материала применяется белый полиамид – легкий и прочный пластик, который хорошо поддается покраске.
Более того, эксперт отмечает, что без 3D-печати было бы невозможно детское протезирование в промышленном масштабе.
«Поскольку детям протезы нужно менять раз в год, их быстрее и дешевле напечатать, чем делать вручную. Небольшой вес полиамида позволяет протезировать детей уже с двух лет. А это важно, чтобы ребенок не заработал сколиоз, а также сохранял тонус в мышцах культи».
Преимущества и риски
О плюсах использования 3D-печати в медицине рассуждает кандидат экономических наук, директор по маркетингу и прямым продажам ICL Services Лилия Алеева:
«Это повышенная точность и прецизионность, возможность индивидуальной настройки имплантатов или протезов, а также возможность создавать модели для конкретных пациентов для хирургического планирования».
Эксперт предполагает, что в будущем технология трехмерной печати станет более широко применяться в медицине. А это в свою очередь может привести к улучшению результатов лечения и снижению затрат на здравоохранение. Кроме того, по мнению специалиста, интеграция 3D-печати с другими передовыми технологиями, такими как искусственный интеллект и робототехника, может еще больше расширить ее возможности в медицинских приложениях.
Тем временем пластический хирург Юлия Орлова называет главные проблемы аддитивных технологий: «Безусловно, у любой новой и пока недостаточно изученной технологии есть свои риски. «Распечатанные» клетки производят, как правило, из «стволовых» клеток, то есть «начальных» или материнских, от которых происходит деление других клеток и дальнейшая дифференцировка в специфические ткани организма».
«Ввиду того, что эти клетки обладают высоким регенеративным потенциалом, их развитие может пойти по патологическому пути и вызвать злокачественные образования, – предупреждает врач. – Также мы точно не можем сказать о периоде жизни такой напечатанной ткани, однако эти вопросы реально разрешить в научных исследованиях, поэтому я верю, что скоро появятся первые успехи в этой области».
Читайте также:
