A Carnegie Mellon Egyetem (PA, USA) kutatócsoportja bionyomtatott egy emberi szívmodellt, amelyet úgy terveztek, hogy segítse a sebészeket a műtéti beavatkozásokra való felkészülésben és a próbák elvégzésében.
A modellt – amely állítólag az első teljes méretű 3D-s bionyomtatott szívmodell – a csapat saját technikájával, a Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH) nevű eljárással hozták létre.
Az ACS Biomaterials Science & Engineering című szaklapban ismertetett kutatás bemutatja, hogy a modell hogyan utánozza reálisan a szívszövet és a varratok rugalmasságát. A csapat reményei szerint ez a kialakítás azonnal klinikai minőségű lehet a műtét előtti előkészítésben, valamint egy lépés a fejlettebb szervi biomérnöki kutatások felé.
A FRESH-technika során a biotintát egy tűn keresztül egy puha hidrogélből álló fürdőbe juttatják, amely a nyomtatás során a szerkezet támasztékaként szolgál. A nyomtatás befejezése után a hidrogél felolvadását követően hő alkalmazásával megolvasztják a hidrogélt, így marad a bionyomtatott tárgy.
A FRESH-technika kifejlesztését követően a csapat egyik legfontosabb kihívása egy teljes méretű emberi szívmodell bionyomtatása volt. Ennek elérése érdekében a csapat egy olyan egyedi 3D nyomtatót épített, amely képes volt egy olyan hidrogélfürdőt tartani, amely elég nagy volt egy teljes méretű struktúra megtartásához, és kifejlesztett egy szoftvert, amely biztosította a megfelelő sebességet és a nyomtatás minőségét.
A szívszövet textúrájának és anyagi jellemzőinek utánzása érdekében magát a modellt alginát polimerből nyomtatták.
“Most már olyan modellt tudunk építeni, amely nemcsak a vizuális tervezést, hanem a fizikai gyakorlást is lehetővé teszi” – magyarázta Adam Feinberg, a Biomedical Engineering professzora (Carnegie Mellon University).
“A sebész gyakorolhatja a műtétet, és a szövet valóban úgy reagálhat, mint a valódi, így amikor a műtét helyszínére kerül, egy további realisztikus gyakorlatot kap abban a környezetben” – folytatta Feinberg.
A csapat reméli, hogy a FRESH technikát a jövőben alkalmazni lehet szövetek, szervek pótlására vagy javítására, illetve fejlesztésére.
“Bár a teljes méretű, funkcionális emberi szív bionyomtatásának még jelentős akadályai vannak, büszkék vagyunk arra, hogy a FRESH platform segítségével segíthetjük annak alapozását, miközben azonnali alkalmazásokat mutatunk be a valósághű sebészeti szimulációhoz” – zárta a kutatás vezető szerzője, Eman Mirdamadi (Carnegie Mellon University).
