Учени тестват 3D принтирано сърце от силикон. Бие като истинско!

Учени от Швейцарския федерален технологичен институт ETH Цюрих представиха модел на 3D принтирано сърце от силикон, което бие съвсем като истинско. Органът може реално да поддържа живота на човек поне половин час. Идеята е в бъдеще силиконовото сърце да замести често използваните сърдечни помпи. Освен това изобретението бележи поредния успех за 3D технологиите в подкрепа на здравето и отваря вратичка за редица подобрения, които могат тотално да изменят медицината такава, каквато я познаваме днес.

Предимства на едно 3D принтирано сърце

В момента широко се прилагат изкуствените сърдечни помпи. Те изпомпват кръвта на пациента, докато той чака за донорско сърце или собственото му сърце се възстановява. При използването им обаче често се стига до усложнения. На първо място източник на проблеми са механичните части.

Един от проблемите на изкуствените сърца с метални или пластмасови механизми е трудността тези части да се свържат с тъканта. От друга страна, неестественото им движение потенциално може да увреди кръвта.

Мaлък екип към ETH Цюрих, ръководен от Никола Кор, създава първото изкуствено сърце, което е изцяло меко. Изпомпващият механизъм кара силиконовите вентрикули да функционират точно като при истинско сърце. Е, почти като при истинско. Между вентрикулите няма стена, а ниша, която се изпълва и спада, за да създаде изпомпването. Въпреки всичко, механизмът е изключително сходен с този на истинско сърце.

„Целта ни беше да създадем изкуствено сърце с приблизително същите размери като тези на собственото сърце на пациента. Изработихме сърце, което максимално да наподобява човешкото – по форма и функция“ – обяснява Никола Кор от ETH Цюрих.

 

Малко цифри

Всяка година около 120 хиляди органа (предимно бъбреци) се трансплантират от един човек на друг. В много случаи обаче става все по-трудно да се намери съвместим донор достатъчно бързо. Докато листите на чакащите трансплантации растат, учените търсят по-добри начини „да изграждат“ нови органи.

Добре функциониращо изкуствено сърце е истинска необходимост. По света около 26 милиона души страдат от сърдечна недостатъчност, а донорските сърца са твърде малко.

 

Поглед към бъдещето

Напредналите  технологии за 3D принтиране и производството на меки машини имат потенциала да променят тотално медицинския сектор. Демонстрираното 3D принтирано сърце определено е обещаващо откритие, което ще промени (или спаси) живота на мнозина. За жалост обаче това е само прототип, който се нуждае от подобрения. Според тестовете, проведени досега, сърцето може да издържи до 3 хиляди удара – достатъчни, за да поддържат жив пациента между 30 и 45 минути. След това обаче сърцето се разпада. Основното предизвикателството пред учените е да намерят или разработят по-устойчив материал, за да може едно 3D принтирано сърце да издържа значително по-дълго.

Ето го и сърцето в действие:

3D принтираните органи в по-широка перспектива

Биопринтирането започва още в първите години на 21. век. Тогава учените откриват, че живи клетки могат да бъдат „впръсквани“ през дюзите на принтера, без това да доведе до увреждане. Днес, използвайки множество принтиращи глави за „впръсването“ на различни по вид клетки, както и полимери, които да поддържат структурата им в определена форма, е напълно възможно да се депозират слоеве от тези клетки, които да се свържат и разраснат в жива, функционална тъкан. На много места по света вече се правят редица опити с тъкан на бъбреци и черен дроб; кожа, кости и хрущял, а също и мрежите от кръвоносни съдове, необходими, за поддържане на органите живи.

 

Специалистите вече провеждат тестови имплантации на 3D принтирани уши, кости и мускули на животни, като след това са наблюдават поносимостта при реципиентите. Неотдавна от Университета в Чикаго се похвалиха, че са имплантирали функциониращи 3D принтирани яйчници на мишка. Благодарение на имплантите, мишките успешно са заченали и родили.

Биотехнологична компания от Китай от своя страна обяви, че е „отпринтирала“ и присадила артерии на маймуни. През декември изследователи от Щатите се похвалиха, че са принтирали и трансплантирали успешно клетки на човешки черен дроб в мишки.

Всичко това кара специалистите да вярват, че в следващите 3 до 5 години 3D принтираните органи успешно ще бъдат прилагани при хора. Това може би ще даде надежда в много случаи, при които засега медиците вдигат ръце.