Сверхреалистичные модели сердца и легких из 3D-принтера, которые могут кровоточить, биться и дышать

Ученые из Ноттингемского университета Трента (NTU) разработали реалистичные, напечатанные на 3D-принтере модели сердца и легких, которые могут кровоточить, биться и дышать, как настоящие.

Созданные для обучения пересадке органов, реалистичные модели отражают тактильные качества человеческого сердца и могут быть изготовлены с различными уровнями твердости ткани. Используя модели, медики смогут планировать операции, безопасно изучать и преподавать процедуры трансплантации, не опасаясь осложнений.

В проекте использовались 3D-сканы здоровых и больных человеческих сердец для 3D-печати моделей с высокой степенью точности.

"Цель проекта - дать хирургам возможность изучить технические аспекты хирургии по пересадке органов и ощутить тактильные аспекты удаления больного сердца и подключения другого, здорового, выявления и сшивания сосудов, которые удерживают донорское сердце на месте, - объясняют разработчики. - Эта технология может имитировать кровотечение, как при работе с обычным сердцем, чтобы обеспечить реальный опыт и ограниченный обзор, с которым хирурги сталкиваются на операционном столе".

В настоящее время большинство хирургов-стажеров практикуются на трупах и органах животных, поскольку существующие модели недостаточно реалистичны. Ученые из NTU утверждают, что их модели являются первыми, которые обеспечивают реалистичность, необходимую для целей обучения. Для обеспечения высокого уровня реалистичности собираются данные компьютерной томографии реальных пациентов, которые затем используются для 3D-печати физических моделей.   

Хотя ученые из NTU уже разрабатывали другие искусственные органы в прошлом, эта модель является самой передовой, представляя собой "первый пример следующего поколения синтетических органов, где реалистичная внутренняя детализация включает все важные, скрытые кровеносные сосуды и сердечные клапаны".

На моделях органов изображены кровоточащие сосуды и перикард - тонкий заполненный жидкостью мешок, который окружает сердце. Это позволяет хирургам-стажерам точно смоделировать процесс остановки кровотока, что необходимо перед тем, как делать разрезы и удалять больные органы. Кроме того, модели легких были разработаны для имитации естественного дыхания.  

Предполагается, что напечатанные на 3D-принтере сердца и легкие позволят хирургам изучить технические аспекты проведения трансплантации органов, а также получить тактильный опыт в определении и сшивании кровеносных сосудов, которые удерживают донорские органы на месте.     

После операции на модели можно наложить швы с помощью настоящих хирургических инструментов, а затем использовать их повторно, что делает их особенно экономичными. Транспортабельность моделей органов делает их доступными для хирургов и больниц, которые ищут возможности для обучения без риска. 

Ранние версии моделей уже используются в британских военных и гражданских больницах для повышения эффективности обучения и лечения при неотложных травмах.