Наверх
Введите текст

Пишите нам на на почту:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.    |   Карта сайта

Офис - г. Москва, ул.Трифоновская 11,  |  Офис - г. Санкт - Петербург, Пулковское шоссе, д.28 литера А, офис 1205

Бесплатная линия по России:
Телефон в г. Москва +7(495)961-12-20
Телефон в г. Санкт-Петербург +7(812)748-24-01

Копия тела из принтера

Нижние челюсти, суставы, органы, даже все лицо: ученые выполняют на заказ запасные части и обновляют, таким образом, больные ткани.

Голова Драго Д. возвышаются на двух шейных позвонках из титана. Это уже само по себе является необычайным. Костный заменитель является революционным и по другой причине: позвонок получен из 3-D принтера и является копией собственного позвонка пациента. Человек страдает хордомой, редкой формы рака костей, который поражает позвоночник. Во время 15-часовой операции, австралийский нейрохирург из Клиники заболеваний позвоночника при Университете Нового Южного Уэльса в городе Сиднее, удалил разъеденные раком позвонки и в освободившееся пространство имплантировал отпечатанные опорные структуры. Без позвонков Драго едва ли прожил долго, объясняет хирург Ральф Мобс [Ralph Mobbs]. Пораженные раком позвонки, продолжали бы разрушаться дальше, что привело бы к параличу рук, ног и дыхания. "Протезы разработаны и выполнены таким образом, что они подходят идеально", говорит Моббс. Пациент теперь с радостью и нетерпением ждет свадьбу своей дочери.

Запасные части из 3D-принтера считаются очень обещающим направлением медицины

Принтер изготавливает по индивидуальному заказу запасные части всех типов: суставы, челюсти или части тела, такие как, например, уши, трахеи и руки.

Принцип является простым: сканирование на MRT (ЯМР)-томографе обеспечивает точную цифровую пространственную модель. Принтер преобразует ее в реальную структуру. Вместо чернил и бумаги, он использует различные материалы, такие как биологические субстанции, пластмассы, металл или керамику. В результате получается точный заменитель исконных тканей.

Успех этого метода является впечатляющим. "Когда дело касается изготовления внешней формы, например, лица или головы, 3-D -печатание достигло очень хороших результатов”, - объясняет Маттиас Шиекер - специалист по регенеративной медицине из Мюнхенского Университета им. Людвига-Максимилиана (LMU).

Одним из таких примеров является молодой британец Стефен П., который получил из принтера новое лицо. После аварии на мотоцикле, оно было настолько сильно изуродовано, что он осмеливался появляться на улице только со шляпой и солнцезащитными очками. Во время аварии, несмотря на то, что он был в каске, Стефен имел переломы верхней челюсти, черепа, скуловых костей, глазничных костей и у него был сломан нос. Несколько операций не принесли удовлетворительного приближения к его первоначальному виду. Хирурги из больницы Морристон в Суонси [Morriston-Krankenhaus in Swansea], в конце концов, реконструировали Пауэру лицу с использованием запасных частей, полученных посредством 3-D-печатания. Теперь он выглядит почти как раньше, Пауэр нашел себя. “В тот день, когда я проснулся после операции, я мог сразу увидеть разницу", - говорит он.

Процесс едва ли остается ограниченным частными случаями. На сегодняшний день уже могут производиться коленные и тазобедренные суставы - что открывает огромный рынок. В Германии каждый год около 390000 человек нуждаются в такой замене суставов. В некоторых клиниках Германии, как например, в Клинике города Дортмунда, с помощью 3-D принтера изготавливают на заказ коленные суставы.

Врачи, в соответствии с их данными, на сегодняшний день имплантировали напечатанные на заказ коленные суставы, более чем 300-м пациентам, в том числе и электромонтёру Мартину Мелису [Martin Melis]. "Сначала я был удивлен, что такое вообще возможно", - говорит он. Раньше, из-за артроза колена, он мог “пройти” всего 200 метров. Печатание заменителей суставов, пока еще является более дорогостоящей процедурой, чем эндопротезирование сустава с использованием стержня. Вместе с тем, в будущем, искусственные суставы станут для всех пациентов одним из вариантов лечения, они будут дешевыми и доступными. В настоящее время, в каждой клинике пока еще нет 3-D-принтера ", - говорит Маттиас Шиекер из
Центра прикладной тканевой инженерии и регенеративной медицины (CANTER) в Мюнхене. "Но через пять-десять лет, по всей вероятности, каждая клиника будет иметь такое оборудование".

“Искусственные суставы, изготовленные с помощью принтера, вероятно, через 10 - 15 лет станут рутинной процедурой”

До сих пор существует два варианта печатных имплантатов: либо каркас, изготовленный с помощью 3-D-принтера растворяется в теле, в то время как в параллельном процессе образуется биологическая ткань. Или напечатанный каркас сохраняется, а клетки организма растут и укрепляют структуру.

Предпосылкой долговечности имплантата является то, что никакой реакции отторжения не происходит и тело принимает запасную часть.

Одной из проблем является давление органов и тканей. На данный момент этот метод не дает возможности воспроизводить клетки, в связи с чем, нельзя получить живой, стабильной костной ткани, но только реплицировать архитектуру кости. Результатом этого является получение искусственной кости, которая хотя и не живая, однако является относительно сходной с нормальными костями. “Кость является структурно сопоставимой с Эйфелевой башней — 3-D-принтер, однако, может произвести только стальную конструкцию”, - объясняет Флориан Гебхард [Florian Gebhard] - медицинский директор Центра хирургии Клиники травматологии, хирургии кисти, пластической и реконструктивной хирургии при Университете в городе Ульм. Затем, когда позже имплантат функционирует в человеческом организме, живые клетки должны колонизировать искусственную структуру.

Ткань поступает в тело извне. Она растет в специальном питательном растворе в лабораторных условиях. В результате этого процесса возникает пористая структура, напоминающая губку с интегрированными клетками и которую хирург использует на месте дефекта костной ткани. Решающим для способности переносить давление, является прорастание кровеносных сосудов, вследствие чего, клетки в достаточной степени снабжаются кислородом и питательными веществами. "Мы стараемся, чтобы клетки, которые обоснуются в искусственной кости, чувствовали себя комфортно ", - говорит Гебхард.

Также, непростым делом для исследователей является создание более крупных фрагментов тканей. До сих пор, лишь небольшие кусочки ткани могли быть произведены. "От размера примерно сахарного кубика, начинаются проблемы", - говорит Шиекер. Для того, чтобы клетки могли выжить, они должны находиться от ближайшего кровеносного сосуда на расстоянии всего нескольких микрометров. Поэтому, до настоящего времени шла речь о трансплантации только очень тонкой искусственной ткани, например, для мочевого пузыря или клапанов сердца. При культивировании костей или хряща, отсутствие системы сосудов представляет проблему.

Ученые Фрайбурга занимаются поисками возможных вариантов решения. Они разрабатывают биометод 3-D-печати, при котором с клетками костной ткани и кровеносных сосудов еще в лаборатории возникают живые, способные к функционированию структуры. Уловка: в ткани, на участке, где должны образоваться кровеносные сосуды, исследователи размещают эндотелиальные клетки - которые выстилают кровеносные сосуды и формируют новые собственные клетки - а также, костные клетки, полученные посредством использования 3-D-принтера. После операции, они должны расти вместе с клетками из здоровой ткани, и взять на себя обеспечение питания. Над созданием биопринтера работают, также, биоинженеры из Института регенеративной медицины Уэйк Форест [Wake Forest Institute für Regenerative Medizin] в США. Они напечатали систему мелких каналов в ткани таким образом, чтобы питательные вещества даже при больших кусках ткани могли распространяться повсеместно. Клетки они упаковали в содержащий большое количество влаги гель, чтобы стабилизировать их во время процесса печатания и защитить. Таким образом, они напечатали мышечные ткани, а также, ткани хрящей и костей. В исследованиях на животных, эта форма имплантации прошла успешно, - рассказывают исследователи. Мышцы были с ограниченной функциональностью две недели после установки, хрящ укоренился через два месяца, а через пять месяцев кости был прочно закреплены.

В дополнение к 3-D-печатанию, перспективным подходом для восстановления костных дефектов, являются, также, стволовые клетки. Они могут производить все виды тканей, в том числе, и костной ткани. Аутогенные стволовые клетки организма, врачи получают посредством пункции в области таза. Также, могут быть использованы “чужие” (донорские) стволовые клетки, взятые, например, из банка тканей или из других источников. Использование “чужих” (донорских) стволовых клеток влечет за собой риск заражения вирусами и передачи различных заболеваний, а также они могут вызвать серьёзные реакции со стороны иммунной системы. Порядок процедур при этом, всегда является одинаковым: в лабораторных условиях ученые выращивают стволовые клетки, затем смешивают их с материалом-носителем и вводят полученную смесь в поврежденные кости, где они образуют новую костную ткань и, тем самым, обеспечивается надёжное сращение трещин и переломов. Гомологичная костная трансплантация кости дает возможность пациенту избежать риска отторжения.

В настоящее время исследователи проводят испытания терапии стволовыми клетками в различных исследованиях, таких как, например, медленное заживление костных травм. Такие проблемы при заживлении переломов, встречаются примерно в 5-10 процентах случаев. Недавнее исследование эффективности терапии стволовыми клетками является возобновленным исследованием, которое проводилось в различных европейских странах и в котором приняло участие 30 пациентов с незаживающими переломами костей. Результаты оказались на удивление хорошими, они превзошли наши ожидания", - говорит Гебхард. Результаты этого исследования в скором времени будут опубликованы. "Лечение заболеваний возможно, но в условиях клинической практики, оно будет, вероятно, применяться не раньше чем через пять - десять лет", - отмечает Гебхард.

Также, с помощью стволовых клеток может быть воспроизведен хрящ и, с его помощью, поврежденный хрящ может быть восстановлен. Гебхард находит, что “это является интересным, потому что огромное количество людей страдает от различных дефектов хрящевой ткани, особенно это относится к спортсменам”. В отличие от костей или кожи, хрящ не требует собственного кровоснабжения и, таким образом, при выращивании хряща это препятствие - устраняется. "Проблема при выращивании хряща заключается, скорее, в том, чтобы как можно более точно имитировать его механические свойства", - говорит Гебхард.

От использования передового "гипса", пациенты уже извлекают преимущества. Для иммобилизации конечностей врачи в последнее время применяют внешнее протезирование, используя для этой цели 3-D принтер: благодаря этому методу, пациентам предоставляются индивидуальные и оптимальные опоры. Предвестники будущего являются совершенно безвредными.

“Производство хряща является захватывающим, потому что до настоящего времени такие травмы являлись неизлечимыми”

 

По материлам журнала Focus, автор ИНГРИД МЮЛЛЕР, перевод собственный


 

Дополнительную информацию по организации лечения в Германии

Вы можете получить по бесплатному для Вас телефону 

8 (800) 555-82-71

Пишите нам на эл.почту  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

или задайте ваш вопрос через

 

форму обратной связи

 

 

Copyright © 2015 - 2017 WP German Med CARE AG. Организация лечения в Германии.. Hausener Weg 29, 60489‎ Frankfurt am Main, Deutschland. Tel. +49 69 788088060