3D Livers Guide' Surveyons 'Hands
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Prima sono arrivati i raggi X, quindi le scansioni CT e quindi la risonanza magnetica. Ora, la tecnologia non sta solo dando ai chirurghi la migliore visione di organi complessi come il cuore e il fegato; sta anche permettendo loro di tenere repliche esatte degli organi nei palmi delle loro mani.
Cleveland Clinic è tra una manciata di istituzioni della nazione che utilizzano la tecnologia di stampa tridimensionale per creare modelli esatti di organi umani. I chirurghi del centro medico eseguono con loro una replica esatta del fegato di un paziente nella sala operatoria.
pubblicitàAdvertisementL'idea è di capire meglio l'anatomia dell'organo malato durante l'intervento. Un chirurgo non può sempre dire usando le tradizionali tecniche di imaging esattamente dove sono i vasi sanguigni nel fegato. Possono essere così vicini alla superficie da rischiare di venire scalfiti con un bisturi.
Il fegato modello mostra la posizione esatta dei vasi, consentendo al chirurgo di operare con precisione.
Mappe del corpo: Esplora il fegato in 3D »
PubblicitàDr. Nizar Zein della Cleveland Clinic ha detto a Healthline che sta già utilizzando i modelli epatici durante l'intervento chirurgico. Permette ai medici di prendersi del tempo durante l'intervento e di familiarizzarsi con la loro posizione nella procedura.
Ha detto che i pazienti sono venuti alla Cleveland Clinic dopo essere stati rifiutati da altre istituzioni. La chirurgia epatica è estremamente rischiosa e può essere ulteriormente complicata da altri fattori, ad esempio la posizione dei tumori. I modelli hanno permesso a Cleveland Clinic di affrontare anche i casi più difficili, ha affermato Zein.
Quanto tempo prima che possiamo "stampare e trapiantare"?
Ma che cosa deve accadere prima che i medici possano stampare fegati reali, cuori e altri organi da trapiantare nell'uomo?
Diversi ostacoli stanno ostacolando. Uno è trovare materiali ampiamente disponibili adatti per l'uso all'interno del corpo, ha detto Jordan Miller, un assistente professore di bioingegneria presso la Rice University. "Finora, la produzione è stata su materiali rigidi, asciutti e rigidi. Ma il corpo è morbido e bagnato. Non traduce. "
La sicurezza dei materiali dovrebbe anche essere valutata da un'agenzia di regolamentazione, come l'U. S. Food and Drug Administration, ha detto Miller.
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Ha detto a Healthline che una sfida ancora più grande che sta cercando di risolvere è come ricreare la vasta rete di vasi sanguigni umani negli organi stampati. "La rete dei vasi sanguigni nel fegato o nei reni è piuttosto bella, ma dal punto di vista ingegneristico è piuttosto terrificante", ha affermato.
Pubblicità PubblicitàGli organi stampati funzionali devono essere fabbricati con tessuto e cellule umane. Gli scienziati hanno ancora bisogno di capire come impedire alle cellule umane di morire durante il processo di stampa.
Attraverso la scienza moderna, le cellule grasse o della pelle possono essere convertite in cellule staminali che possono poi essere coltivate in cellule di qualsiasi tipo. Ma ci vuole un numero enorme di cellule per creare un organo umano funzionale, ha detto Miller. Sta cercando di trovare un modo per ottenere un adeguato flusso sanguigno, o vascolarizzazione, alle cellule degli organi stampati in 3D. Altrimenti, non possono ottenere ossigeno e sostanze nutritive in un ambiente così denso e moriranno.
Ma gli scienziati stanno lavorando per raggiungere l'obiettivo di stampare fegati vivi, cuori e altri organi per il trapianto. A causa della scarsità di organi donati, che possono essere usati solo per un breve periodo di tempo, questo progresso potrebbe salvare innumerevoli vite.
Pubblicità"Quando un chirurgo trapiantista ottiene un fegato, rimane in vita solo per alcune ore, e devi trovare un destinatario molto rapidamente", ha detto Miller. "E se potessimo stampare qualcosa che avrebbe una vascolarizzazione che potresti connettere direttamente? Questa è la sfida chiave nel nostro campo. "
Stampa di cuori per bambini
David Frakes, un assistente professore di bioingegneria presso l'Arizona State University di Tempe, sta lavorando a un programma simile a quello di Cleveland Clinic. Ha collaborato con il Children's Hospital di Philadelphia, che sta stampando esatte repliche cardiache per i suoi interventi chirurgici.
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Ha detto a Healthline che è gratificato nel vedere il suo lavoro fare la differenza in medicina così rapidamente. "In qualità di bioingegneri, lavoriamo per cinque anni se siamo fortunati- [di solito] più come 10 o 20-prima di inventare qualcosa che può essere infuso in medicina e influenzare la vita delle persone. I chirurghi lavorano con le loro mani, nello spazio reale. Non sono in un ambiente virtuale 3D. "
I ricercatori del Children's Hospital di Filadelfia pianificano di iniziare a tracciare i risultati dei pazienti i cui medici hanno usato una replica stampata durante l'intervento chirurgico. "Questa è una cosa eccitante che offrirà dati quantificabili", ha detto Frakes. "Gli organi stampati sono super cool, e tutti amano parlarne in modo aneddotico, ma finora non sono stati fatti test. "
PubblicitàZein ha detto che probabilmente saranno 10-15 anni prima che i medici siano in grado di stampare un organo e metterlo dentro qualcuno. "Non è molto, molto lontano", ha detto. "Concettualmente è stato dimostrato. Se non siamo in grado di realizzare un organo pienamente funzionale con scopi specifici, non ne sono certo, ma a questo punto è certamente un obiettivo raggiungibile. "
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