В недалеком будущем 3D печать в медицине поможет больным побороть незаживающие раны, а также получить новые живые органы, созданные на основе собственных клеток.
Учеными из России был проведен уникальный эксперимент. Цель его организации заключалась в замещении кожного покрова у крыс непосредственно в процессе проведения операции. 3D печать производилась в рану. Для этого использовался робот-манипулятор.
Лечение и заживление ран – процесс, протекающий во множество стадий. Он подразумевает решение широкого спектра задач:
- моментальное заживление раны;
- уменьшение размера рубца;
- предотвращение инфекционного процесса.
Практика показала, что у большинства подопытных крыс после проведения операции увеличилась скорость регенерации. Это говорит о том, что в недалеком будущем появится возможность облегчения состояния при сложнейших дефектах у людей.
О чем идет речь, и как долго людям придется ждать внедрения технологий 3D печати в медицинскую практику? Ответы на эти вопросы будут рассмотрены в статье. Их предоставляют заведующая лабораторией по прогнозу результативности консервативной терапии МНИОИ им. П. А. Герцена профессор Н. И. Пирогова, а также почетный научный деятель Наталья Сергеева.
Понятие и определение
Под биологической 3D печатью принято понимать современную технологию, которая нацелена на достижение в медицине особых результатов. С ее помощью возможно создавать модели объемного типа на клеточном уровне (печать в формате 3D позволяет сохранять основные функции клеток). Продажа первого патента в данном направлении произошла в 2003 году.
Уже сделан первый шаг
Речь идет о восстановительных процессах в отношении дефектов кожного покрова. Особую нужду в проведении манипуляции имеют люди, страдающие от рака. Ведь в данной сфере наблюдается наибольшее количество пациентов, органы которых утратили функцию регенерации. Восполнить ее помогут современные технологии, включая 3D-печать органов.
Поможет это решение и при проведении операций. Дело в том, что в процессе печати применяются живые элементы, к которым относится гель и клетки на базе коллагена. В итоге происходит формирование специальной конструкции, идентичной по структуре с потерянным («вышедшим из строя») органом. Кроме того, специалисты применяют технологию изготовления элементов тромбоцитов из кровяной жидкости и геля. Это нужно для того, чтобы культивировать клетки в чужеродной среде. Это – отличная альтернатива сыворотке, которая применяется в процессе культивирования клеток, но провоцирует возникновение аллергии.
В недалеком будущем больные, страдающие от незаживающих ран, смогут воспользоваться оригинальным методом, способствующим восстановлению утраченного участка кожи с применением собственных клеток. Метод, основанный на применении 3D-печати является комбинированным и позволит решить широкий спектр проблем за короткий отрезок времени.
Ближайшая перспектива
Возникает логичный вопрос: в каких случая можно будет применять технологии 3D-печати на человеческом теле? Метод, действительно, является перспективным. Ведь происходит миграция собственных клеток, принимающих активное участие в образовании сосудов, а также прорастание капилляров из ткани, которая окружает дефект.
В процессе проведения экспериментального исследования был сделан первый шаг на пути к успеху в данном направлении. То есть, для грамотного использования техники в процессе проведения операции и реабилитации. Впоследствии данный подход позволит осуществлять 3D-печать конструкций в зоне дефекта, что расширит спектр его применения.
Насколько скоро это произойдет?
На сегодняшний день в медицине только делаются первые шаги, и выработаны далеко не все критерии: все происходит постепенно. Когда в процессе операции хирург делает надрез, наблюдается выброс факторов роста. Если рана долго не заживает, это свидетельствует об ослаблении регенеративных возможностей. Наряду с этим рана, которая не проходит, провоцирует рост клеток, поэтому нуждается в закрытии.
Кто автор этой идеи?
Такая мысль появилась одновременно у многих ученых во всем мире. Ведь данная технология активно развивается на протяжении 10-ти лет и ежегодно совершенствуется. В Российской Федерации активно применяются принтеры в формате 3D для решения многих задач. При этом активно развиваются направления регенеративной медицины. Врачи отвечают на вопросы, какие клетки требуются, в каком количестве, и какие элементы могут быть использованы. В ходе экспериментальной работы появляются новые вопросы. Отвечая на них, ученые приходят к новым разработкам.
По мнению редакции портала новостей «Центропресс», требуется особое внимание к данным разработкам как со стороны государства, так и со стороны частных инвесторов. Появление реальной возможности 3D-печати органов человеческого тела, самым большим из которых является кожный покров, может стать настоящей революцией в медицине и продлить жизнь миллионов людей.
Какое будущее у этого направления?
Каждый человек появляется на свет с внушительным количеством стволовых клеток, которые отвечают за регенерацию органов и тканей на протяжении всей жизни. Обновление происходит и в области костей. Полное расходование характерно исключительно для стволовых нервных клеток, ведь их количество крайне мало. Что касается регенеративных процессов, они слабеют. Поэтому для развития этого направления медицины требуется стимуляция собственных клеток или имплантация тканевых конструкций.
Над чем сейчас трудятся ученые РФ
Работа проводится в отношении данных, которые были получены. Но эксперты отмечают, что их цель – улучшить результаты и добавить в технологии новые подходы.
Как проводят опыты?
Для этого используются крысы. Дело в том, что в институте присутствует виварий. В опытах участвовало свыше 50 крыс, которые были разделены на группы, и за ними проводилось наблюдение. Ученые смотрели, каким образом проходит дефект в виде раны диаметральным сечением в 2 см. Была проделана внушительная работа, а подготовка к ней проводилась в течение 6-ти месяцев.
Когда метод будет внедрен в практику?
Фармацевтам для внедрения лекарства требуется около 15-ти лет - в этом случае, вероятно, ждать придется меньше. После завершения доклинических исследований нужно получить разрешение со стороны Минздрава и прочих государственных инстанций, чтобы проводить первые испытания на людях. Задача ученых на сегодня заключается в доказательстве безопасности данной технологии.
Какие выводы следует сделать?
Наука движется в нужном направлении. Онкология является одной из основных сфер медицины, в которой технология крайне востребована. Современные методики операций наряду с высокоточными способами обучения и использованием химиотерапии позволяют достигать хороших результатов в процессе лечения онкологических больных и повышать качество их жизни. На 3D-печать ученые возлагают большие надежды.
