Druk 3D, czyli jak skopiować naturę cz.1

W szeroko rozumianej medycynie druk 3D znajduje zastosowanie od dawna. Precyzja wykonania, jednostkowe i bardzo zindywidualizowane obiekty, biokompatybilne materiały, łatwość wytwarzania z pomocą skanowanie 3D, rezonansu magnetycznego lub tomografii komputerowej  – takie między innymi wymagania stawia medycyna, na wszystkie odpowiedzią jest druk 3D. Potwierdzeniem tego są coraz częstsze informacje o kolejnych przełomowych operacjach, formach leczenia i badaniach możliwych do zastosowania dzięki drukowi 3D.

Serce jak dzwon z pomocą technologii 3D

W lutym tego roku na Warszawskim Uniwersytecie medycznym dr Piotr Lodziński wraz z zespołem wykonali zabieg ablacji podłoża częstoskurczu komorowego u pacjenki z wrodzoną wada serca. Bardzo pomocnym w przygotowaniu do zabiegu okazał się wydruk serca pacjentki, który umożliwił bardzo dokładne zaplanowanie nawigowania cewnikami w trakcie ablacji. Do tej pory lekarze mogli symulować taki zabieg mając do dyspozycji jedynie trójwymiarowy obraz serca na komputerze. Przećwiczenie i zasymulowanie zabiegu na sercu naturalnej wielkości, będącym wiernym odwzorowaniem, znacznie ułatwiło przeprowadzenie zabiegu i wyeliminowanie potencjalnych błędów.  

Tajemnice ludzkiego mózgu rozwiązywane z pomocą metod addytywnych

Powyższy przykład pokazuję, iż w medycynie niezwkle ważne jest “kopiowanie natury” a nie jedynie stwarzanie podobnych struktur i narządów. Tylko w taki sposób jesteśmy w stanie lepiej poznać i zrozumieć funkcjonowanie ludzkiego ciała i tym samym pomóc w rozwiązywaniu złożonych medycznie problemów. Najlepszą egzemplifikacją są badania nad najbardziej złożonym i najmniej rozpoznanym ludzkim narządem, czyli mózgiem. Laboratoryjna hodowla komórek odbywała się do tej pory na płaskich powierzchniach, niewiele mających wspólnego z trójwymiarowymi amorficznymi kształtami występującym w ludzkim ciele. Drukowanie modeli narządów umożliwia “kopiowanie natury” i tym samy badania nad rzeczywistymi, a nie tylko  analogicznymi strukturami. Obecnie prace takie prowadzone są między innymi w szwedzkim Instytucie Karolinska w Solnie, gdzie naukowcy próbują wydrukować ludzki mózg w miniaturze (jego strukturę, mającą nie więcej niż kilka milimetrów), aby między innymi badać mechanizm powstawania chorób neurodegeneracyjnych. Jednocześnie trwają prace nad idealnym materiałem do druku 3D, które najlepiej odda struktury występujące w ludzkim ciele. Doktorant wspomnianego Instytutu Jakub Lewicki w zrozumiałych dla laika słowach wyjaśnia założenia koncepcji, przy rozwoju które bierze udział: “Możemy pobierać komórki od pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi: parkinsonem, alzheimerem, zespołem Downa. Dzięki ich komórkom można wydrukować „chory mózg” i zobaczyć, co dzieje się w takim modelu, jak porozumiewają się w nim komórki między sobą i co jest nie tak w porównaniu ze zdrową tkanką”.

Przyszłość jest drukiem 3D

To oczywiście dopiero początek. Nie trzeba być wizjonerem, na miarę Stanisława Lema, aby rozumieć, że już dzisiaj naukowcy myślą o drukowaniu w przyszłości najbardziej skomplikowanych narządów, tkanek i uszkodzonych części ciała. Coraz powszechniejsze staje się drukowanie elementów układu kostnego, bądź to jako stelaż pod nowe tkanki w celu rekonstrukcji, bądź jako zamienniki, ale mózg – to się w głowach nie mieści?!

…

W artykule wykorzystano materiały Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego (w tym fotografie Wandy Widomskiej z Dział Fotomedyczny WUM) oraz Polskiej Agencji Prasowej.