3D-tryckt leveransguide Transplantkirurgerhänder

Först kom röntgenstrålar, och sedan CT-skanningar, och sedan MRI. Nu ger tekniken inte bara kirurger den bästa uppfattningen än om organ som är så komplicerade som hjärtat och leveren. det låter dem också hålla exakta replikor av organen i handflatan.

Cleveland Clinic är bland en handfull institutioner i nationen som använder tredimensionell tryckteknik för att skapa exakta modeller av mänskliga organ. Kirurger vid sjukhuset tar en exakt kopia av en patients lever i operationsrummet med dem.

advertisementAdvertisement

Tanken är att bättre förstå det sjuka organs anatomi under operationen. En kirurg kan inte alltid berätta att man använder traditionella bildtekniker precis där blodkärl i levern är. De kan vara så nära ytan att de riskerar att bli nickade med en skalpell.

Modellen lever visar fartygens exakta position, så att kirurgen kan arbeta med precision.

Kroppskartor: Utforska levern i 3D »

Annons

Dr. Nizar Zein of Cleveland Clinic berättade Healthline han använder redan leverns modeller under operationen. Det gör det möjligt för läkare att ta tid vid operationen och förnya sig om var de är i förfarandet.

Han sa att patienterna har kommit till Cleveland Clinic efter att ha blivit nekad av andra institutioner. Leverkirurgi är extremt riskabelt och kan kompliceras ytterligare av andra faktorer - t ex tumörernas placering. Modellerna har gjort det möjligt för Cleveland Clinic att ta på sig även de tuffaste fallen, sade Zein.

advertisementAdvertisement

Hur länge tills vi kan "skriva ut och transplantera"?

Men vad behöver hända innan läkare kan skriva ut verkliga lever, hjärtan och andra organ för transplantation till människor?

Flera hinder står i vägen. En är att hitta allmänt tillgängliga material som är lämpliga för användning inom kroppen, säger Jordan Miller, assistent professor i bioengineering vid Rice University. "Hittills har tillverkningen varit på hårda, torra, styva material. Men kroppen är mjuk och våt. Det översätter inte. "

Materialets säkerhet skulle också behöva utvärderas av en tillsynsmyndighet, såsom U. Food and Drug Administration, sade Miller.

Hämta fakta om levertransplantationer »

Han berättade för Healthline att en ännu större utmaning han arbetar med att lösa är hur man återskapar människans stora nätverk av blodkärl i tryckta organ. "Blodkärlets nätverk i levern eller en njure är ganska vackert, men ur ett tekniskt perspektiv är det ganska skrämmande," sa han.

AnnonsAdvertisement

Funktionella tryckta organ måste tillverkas av mänsklig vävnad och celler. Forskare behöver fortfarande ta reda på hur man kan hålla mänskliga celler från att dö under tryckprocessen.

Genom modern vetenskap kan hud eller fettceller omvandlas till stamceller som sedan kan odlas till celler av vilken typ som helst. Men det tar ett enormt antal celler att göra ett funktionellt mänskligt organ, sade Miller. Han försöker räkna ut ett sätt att få korrekt blodflöde eller vaskulärisering till celler i 3D-tryckta organ. Annars kan de inte få syre och näringsämnen i en sådan tät miljö och kommer att dö.

Men forskare arbetar mot målet att skriva ut levande lever, hjärtan och andra organ för transplantation. På grund av bristen på donerade organ, som endast kan användas under en kort tidsperiod, kan denna framsteg spara otaliga liv.

Annons

"När en transplantatkirurg får en lever, kommer den bara att leva i några timmar, och du måste hitta en mottagare väldigt snabbt," sa Miller. "Vad händer om vi kan skriva ut något som skulle ha vaskulatur som du kunde ansluta direkt? Det är den viktigaste utmaningen inom vårt område. "

Skriv ut hjärtor för barn

David Frakes, biträdande professor i bioengineering vid Arizona State University i Tempe, arbetar i ett program som liknar Cleveland Clinic. Han har gått ihop med Barnsjukhuset i Philadelphia, som skriver ut exakta hjärtreplikat för sina operationer.

AnnonsAdvertisement

Kroppskartor: Upptäck hjärtat i 3D »

Han berättade för Healthline att han är nöjd att se sitt arbete göra en skillnad i medicin så snabbt. "Som bioengineers arbetar vi i fem år om vi har tur - det är oftast mer som 10 eller 20 - innan vi möter något som kan infunderas i medicin och påverka människors liv. Kirurger arbetar med sina händer, i verkligt utrymme. De befinner sig inte i en virtuell 3D-miljö. "

Forskare på Barnsjukhuset i Philadelphia planerar att börja spåra utfallsdata för patienter vars läkare använde en tryckt kopia under operationen. "Det här är en spännande sak som kommer att erbjuda kvantifierbar data," sade Frakes. "Tryckta organ är super coola och alla älskar att prata om det anekdotiskt, men hittills har inte prövningar gjorts. "

Annons

Zein sa att det troligen kommer att vara 10 till 15 år innan läkare kan skriva ut ett organ och lägga det in i någon. "Det är inte i mycket långt avstånd," sa han. "Konceptuellt har det bevisats. Oavsett huruvida vi kan åstadkomma ett helt funktionellt organ med specifika ändamål, är jag inte säker, men det är verkligen ett uppnåeligt mål vid denna tidpunkt. "

Levertransplantation: Finns det alternativa behandlingar för leversjukdom? »