3D-принтеры в медицине: какие новые изобретения были сделаны с их помощью

Последние открытия в области медицины звучат как реальная фантастика: ИИ участвуют в операциях, 3D-принтеры создают протезы, нанороботы доставляют лекарства внутри организма — и это только несколько примеров. Однако несмотря на бурное развитие технологий, множество проблем со здоровьем все еще не нашли своего способа лечения. Тем не менее, благодаря распространению новых технических инструментов наша жизнь меняется. Если раньше 3D-принтерами пользовались как диковинкой, то теперь это незаменимое средство многих исследований. Его универсальность и удобство использования значительно упростили процесс создания новых разработок. Мы расскажем вам о двух интересных изобретениях, которые ученые представили в последнее время, используя этот инструмент.

Многие современные болезни стали следствием нашего долгожительства: раньше большинство людей не доживали до пенсионных лет. Так, например, ухудшение зрения с возрастом стало привычной проблемой. На данный момент ВМД (возрастная макулярная дегенерация) — хроническое заболевание сетчатки в области задней части глаза, отвечающей за центральное зрение, — является наиболее распространенным заболеванием глаз в развитых странах. Ученые предполагают, что число случаев ВМД будет только расти, так как увеличивается и доля пожилых людей в населении Земли. Пугающее предсказание врачей гласит: в мире будет 288 млн людей с этим заболеванием к 2040 году.

Группа британских ученых под руководством Барбары Пиршионек приблизилась к решению этой проблемы: исследователи разработали трехмерный каркас с помощью нанотехнологий, который поддерживает рост здоровых клеток сетчатки.

Впервые ученые попробовали метод электроспиннинга для создания каркаса — опоры для роста клеток. Электроспиннинг — это способ получения полимерных нановолокон с помощью электрически заряженной струи полимерного раствора или расплава под воздействием электростатических сил. Каркасы, созданные с помощью 3D-печати, были покрыты стероидом флуоцинолоном ацетонидом. Этот стероид обладает противовоспалительными свойствами, повышает устойчивость клеток и способствует их росту. Разница с предыдущими методами была в том, что обычно клетки выращивали на плоской поверхности, что не соответствовало естественному расположению этих клеток в организме. Открытие ученых позволит изменить подход к терапевтической трансплантации здоровых клеток и, возможно, предотвратит эпидемию слепоты в будущем.

Технологии 3D-печати активно используются не только для лечения, но и для наблюдения за состоянием людей. Исследователи из Калифорнийского технологического института под руководством доктора Вэя Гао разработали специальную электронную кожу, предназначенную для многофункционального мониторинга состояния здоровья. Она способна наблюдать и анализировать разные физические и химические параметры одновременно благодаря комбинации передовых технологий 3D-печати и машинного обучения.

Многие страшные и неизлечимые на сегодняшний день болезни опасны только в крайней точке своего развития. Если врачам посчастливилось обнаружить проблему на начальном уровне, то шансы на излечения возрастают в разы. Свое изобретение ученые представляют как возможность непрерывного контроля жизненно важных биомаркеров и сбор данных, которые как раз помогут принимать меры по предотвращению проблем и поддержанию общего благополучия организма. Кроме того, эта электронная кожа имеет потенциал для предсказания когнитивных и поведенческих нарушений, помимо мониторинга различных аспектов здоровья.

Доктор Гао предполагает, что их изобретение — это шаг в сторону персонифицированной медицины, которая будет учитывать индивидуальные особенности организма каждого пациента и сможет выявлять сложные состояния.