3D-печатные суставы помогут пациентам начать новую жизнь

Мы уже начинаем привыкать к каждодневным достижениям 3D-печати в области медицины. Каждое новое открытие гарантирует еще больше потрясающих открытий в самом ближайшем будущем. СМИ буквально кипят новостями о деяниях ученых и врачей, на совершение которых прежде уходили десятилетия.

Модель (слева) и образец напечатанного сустава (справа)

Одно из последних открытий в медицине, которое было бы невозможно без 3D-печати, связано с заменой суставов. Сегодня существует очень мало способов справиться с болью в суставах, при этом операция по замене сустава считается крайней мерой. Во всем мире люди страдают от проявлений артрита и болей в суставах. Становится все очевиднее, что этот вопрос нуждается в особом внимании.

3D-принтер для создания суставов

Обычно искусственные суставы изготавливают из пластика и металлов, материалов, которые человеческий организм считает чужеродными. Кроме того, эти материалы разрушаются спустя 10-20 лет после операции, и сустав вновь теряет свою функциональность. Другими словами, искусственные суставы, которые устанавливают сейчас, нельзя считать надежным и долговременным решением.

Пытаясь найти избавление от острой боли, которая мучает столько людей, врачи Рита Кэндел, Марк Гринпас и Эндрас Наги из Исследовательского института Самуэля Луненфельда при медицинском комплексе Маунт-Синай объединились с биоинженерами, биологами и хирургами, пытаясь изучить возможности применения собственных тканей пациента для создания новых костей. По мере возрастания интереса доктор Кэндел начала работать с докторами Пиллиаром и Тойсеркани из Университетов Торонто и Ватерлоо, чтобы выяснить, может ли 3D-печать стать инструментом для создания суставов. Вот как доктор Кэнел описывает суть этого междисциплинарного сотрудничества:

«Сначала доктор Тойсеркани печатает сустав из биоразлагаемого материала. Потом мы берем стволовые клетки пациента и наращиваем на этом суставе настоящую ткань (хрящевую и т.д.). Поврежденный сустав заменяется суставом, который полностью состоит из тканей пациента. Это просто невероятно».

Доктор Рита Кэндел из медицинского комплекса Маунт-Синай

Процесс 3D-печати начинается с рентгена поврежденного сустава пациента. Полученные данные конвертируют в трехмерную компьютерную модель, которую сразу же отправляют на печать. 3D-принтер выращивает точную копию сустава из специального пористого материала. Этот материал способствует росту клеток и легко обрастает хрящевой тканью. Постепенно кость обретает форму, а материал разрушается. В результате остается только кость, которая ничем не отличается от оригинала. Вот как доктор Кэндел описывает этот процесс и его преимущества:

«Сустав – это очень сложная структура определенной формы, все компоненты которой слаженно работают, обеспечивая безболезненное движение колен и локтей. Благодаря 3D-печати нам удалось создать имплантат, который идеально соответствует поврежденному суставу. Наша работа – блестящий пример индивидуализированной медицины, поскольку ткани, из которых состоят эти суставы, принадлежат тем самым пациентам, которым требуется операция».

На данный момент этот метод еще недостаточно отработан. Необходимо провести еще немало исследований и опытов, прежде чем можно будет перейти к внедрению этих операций в обычную врачебную практику. Команда врачей надеется, что эту процедуру начнут испытывать на людях в ближайшие несколько лет. Она очень оптимистично настроена касательно будущего применения 3D-печатных искусственных суставов.

Статья подготовлена для 3DToday.ru