Drukowane modele 3D serca czy naczyń krwionośnych powstają w Pracowni Indywidualnych Implantów Medycznych w łódzkim Bionanoparku. Modele odzwierciedlają w detalach serce konkretnego pacjenta i pomagają kardiochirurgom w przygotowaniach do skomplikowanych operacji.
Wykorzystując taki model chirurdzy mogą przećwiczyć sam zabieg, precyzyjniej zaplanować sposób, w jaki ma być wykonany czy przygotować niezbędny sprzęt do operacji – mówił PAP szef pracowni dr Marcin Elgalal.
Łódzka Pracownia Indywidualnych Implantów Medycznych od kilku lat wykonuje implanty "szyte na miarę", które umożliwiają odtworzenie fragmentu oczodołu lub kości czaszki u pacjentów, którzy utracili je np. w wyniku wypadku lub choroby nowotworowej.
Na podstawie badań obrazowych - tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego - powstają wirtualne modele różnych struktur anatomicznych i zmian patologicznych. W trakcie komputerowego projektowania można uwzględnić np. ubytki kostne, guzy nowotworowe czy patologie naczyń, występujące u konkretnego pacjenta. Na podstawie takiego wirtualnego modelu drukowane są w technice 3D trójwymiarowe modele fizyczne.
"Chirurg otrzymuje taki model anatomiczny np. oczodołu i na tej podstawie formuje implant z siatki tytanowej, który następnie jest wszczepiany pacjentowi. Model może służyć także jako rodzaj wzoru i być pomocą w trakcie zabiegu chirurgicznego" - wyjaśnił Elgalal.
Tą samą technologią można wykonać modele tkanek miękkich, m.in. serca czy naczyń krwionośnych, które służą jako narzędzia do planowania skomplikowanych i trudnych operacji.
Podobnie jak w przypadku tkanek twardych pierwszy etap polega na wykonaniu tomografii komputerowej. Ponieważ model serca powinien być bardzo precyzyjny, tomografię wykonuje się w taki sposób, żeby otrzymać bardzo dokładne dane.
"Badanie jest robione bardzo cienką warstwą, nowoczesnymi, wielorzędowymi aparatami do tomografii komputerowej. Później następuje długa, trudna praca, żeby wszystkie szczegóły anatomiczne wyłonić z tych danych i stworzyć model 3D danej struktury anatomicznej, w tym przypadku serca, komory serca, głównych naczyń połączonych z sercem" - opowiadała szef pracowni.
Modele mogą być drukowane z materiałów twardych na powszechnie używanych drukarkach 3D lub z droższych materiałów miękkich na supernowoczesnych urządzeniach. Te ostatnie modele mają strukturę zbliżoną do tkanek miękkich, co w przypadku niektórych zabiegów jest bardzo potrzebne chirurgom.
Takie modele serca mogą służyć do planowania trudniejszych, bardziej skomplikowanych zabiegów dot. np. wad wrodzonych serca, czy zabiegów w kardiologii interwencyjnej. "Przed zabiegiem chirurdzy mogą przećwiczyć sam zabieg. Cały zespół może się zebrać i obejrzeć model, wziąć go do ręki. Wtedy jest trochę łatwiej sobie wyobrazić patologie, które występują u pacjenta, łatwiej zaplanować sposób, w jaki ma być wykonany zabieg czy zaplanować niezbędny sprzęt" - podkreślił dr Elgalal.
Łódzka Pracownia Indywidualnych Implantów Medycznych wykonała dopiero kilka takich modeli serca. Zdaniem jej szefa, taka metoda będzie wykorzystywana coraz częściej w medycynie, bowiem druk 3D daje dodatkowe możliwości tworzenia dokładnych modeli anatomicznych. "Jak się przegląda literaturę medyczną, to widać, że coraz częściej takie modele anatomiczne są wykorzystywane do różnych zabiegów i operacji" - ocenił.
Komentarze
[ z 6]
To wspaniałe rozwiązanie . Dzięki temu lekarze będą mogli lepiej przygotować się do planowanej operacji i szanse na jej powodzenie dodatkowo wzrosną. Podczas tak skomplikowanych zabiegów jak operacja serca ważne jest jak najbardziej precyzyjne przewidywanie tego, co może się wydarzyć. Mam nadzieję, że takie modele staną się coraz bardziej popularne. Zdaję sobie sprawę z faktu, że nie jest to tanie rozwiązanie, ale zawsze warto inwestować w bezpieczeństwo. Modele są szeroko wykorzystywane na uczelniach medycznych i rzeczywiście nie widać przeszkód w użytkowaniu ich również w praktyce. Tak precyzyjne odzwierciedlenie serca chorego przyda się również podczas procesu kształcenia młodych lekarzy. Można udostępnić uczelniom modele serc pacjentów z różnymi przypadłościami. Sami studenci poczują się pewniej, będąc lepiej przygotowani do przyszłego zawodu.
To jak rozwiązanie sprawdzi się w praktyce okaże się dopiero w najbliższym czasie. Nie mniej jednak rzeczywiście wydaje się całkiem pomocnym narzędziem, aby umożliwić lekarzom przygotowującym się do trudnych i skomplikowanych zabiegów wcześniejsze przygotowanie się do procedury ich przeprowadzania. Pytanie tylko na ile będzie to dla chirurgów użyteczne i czy nie będzie się zdarzało, aby informatyczne pomyłki doprowadzały do komplikacji podczas przeprowadzania zabiegu. Mam nadzieję, że nie i że uda się tego uniknąć, jednakże pewności nigdy nie można mieć stu procentowej, ani zaufania do produktu tworzonego komputerowo. Mimo wszystko osobiście większym zaufaniem darzę chirurgów, zwłaszcza tych z wieloletnim stażem, od wytworu wydrukowanego przez komputer. Mając jednak na uwadze możliwość powstania błędu podczas produkcji i zważania na ten fakt w czasie przygotowywania się do zabiegu może się okazać, że narzędzie ułatwi planowanie operacji, ale również umożliwi przyspieszenie jej przeprowadzania i skróci czas potrzebny na wykonanie. Czas zweryfikuje nasze nadzieje i pozwoli postawić pewną odpowiedź na pytanie, czy rzeczywiście było to możliwe, czy niestety niekoniecznie idea sprawdziła się w praktycznym zastosowaniu.
Pytanie tylko na ile opłacalne kosztowo będzie tworzenie tego rodzaju modeli trój wymiarowych przed rozpoczęciem zabiegu na sercu i czy zestawienie kosztów wytworzenia sztucznego projektu serca przed podjęciem interwencji zabiegowej będzie opłacalną procedurą. Cieszy mnie fakt korzystania z najnowszych technologii w naszym kraju, zwłaszcza w sektorze służby zdrowia z oczywistych względów. Jednak patrząc na to co się dzieje i na to jak olbrzymie są potrzeby, a jak marne finansowanie procedur zaczynam mocno obawiać się, czy korzystają z najnowszych- a co za tym idzie- często i najdroższych technologii będzie korzystne dla ogółu społeczeństwa. W pewnym sensie jest to przecież ciekawostka czy luksus bez którego już wcześniej z powodzeniem udawało się przeprowadzać nawet najtrudniejsze zabiegi. Jakby nie patrzeć i jak by nie analizować problemu i tak przede wszystkim przecież chodzi o umiejętności chirurgów i specjalistów podejmujących się wykonania zabiegu. Trójwymiarowy model może i okaże się pomocny, ale czy jest on niezbędny, aby uzyskiwać najlepsze wyniki leczenia? Pytanie trzeba by zadać ośrodkom, które już wcześniej podejmowały się leczenia tym sposobem i prowadziły statystyki na ile poprawiło to wyniki i rokowanie wśród chorych pacjentów.
Dzięki drukom 3D postęp medycyny mógł znacznie ruszyć do przodu. W dzisiejszych czasach tego typu możliwości znajdują zastosowanie w coraz większej ilości dziedzin medycyny. Jest to świetna wiadomość, że rzecz, która początkowo była stworzona do zupełnie innych celów teraz staje się obiektem zainteresowań naukowców z uwagi na bardzo szerokie zastosowanie. W naszym kraju również druki 3D stosuje się do bardzo istotnych rzeczy. Opisany w artykule model 3D pozwala na stworzenie obiektu, który dokładnie ukazuje jak wygląda serce pacjenta, który będzie poddawany operacji kardiochirurgicznej. Operacje te są niezwykle trudne i wymagają niezwykłej precyzji operatora. Dokładniejsze poznanie serca z pacjenta z pewnością ułatwi pracę dla lekarza, zwiększając szanse na zakończenie operacji sukcesem. Wydaje mi się również, że takie modele serca po operacji będą mogły służyć dalej zarówno studentom jak i młodym lekarzom do celów edukacyjnych. Często nauka przychodzi dużo łatwiej gdy mamy zobrazowane pewne wady, tym bardziej na modelu trójwymiarowym. Wyobrażenie sobie niektórych patologicznych zmian, na podstawie tylko i wyłącznie tekstu lub zdjęć może okazać się trudne. Kilka lat temu ortopedzi z Warszawy wszczepili młodej pacjentce implant kości, która została wytworzona przy pomocy specjalistycznej drukarki. Przygotowania do projektu trwały około roku, co pokazuje jak bardzo skomplikowany był to proces. W tym okresie bardzo dokładnie analizowano badania obrazowe w postaci tomografii komputerowej, a przy pomocy specjalnego programu komputerowego zwizualizowano kości, które nie miały prawidłowej budowy. Innym ciekawym osiągnięciem, które miało miejsce w naszym kraju,a dokładniej dzięki Instytutu=owi Nauki o Materiałach oraz Instytutowi Chemii Uniwersytetu Śląskiego, a także Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego było stworzenie antybakteryjnych materiałów wykorzystywanych w druku 3D o dosyć szerokim zastosowaniu. Mianowicie stworzony materiał znajduje zastosowanie w wykonywaniu aparatury medycznej, a także implantów. W pierwszym przypadku, dzięki takim antybakteryjnym materiałom będzie prawdopodobnie mniejsze ryzyko rozwoju zakażeń szpitalnych. Bakterie potrafią rozwijać się na różnych powierzchniach, co zwiększa szanse na ich przetrwanie. Stworzenie takich materiałów, które często mają kontakt z pacjentem zmniejszy ryzyko zakażeń groźnymi, opornymi bakteriami, które często atakują chorych z obniżoną odpornością. W drugim przypadku również korzyści dla pacjenta są ogromne. Zdarzyć się może bowiem, że implanty na swojej powierzchni mogą stworzyć korzystne warunki dla rozwoju różnego rodzaju bakterii. W wyniku tego może dojść do odrzucenia wszczepu co z punktu widzenia pacjenta jest oczywiście bardzo niekorzystne. W ostatnim czasie słyszy się również o tym, że w chirurgii szczękowo-twarzowej coraz powszechniej wykorzystuje się drukarki trójwymiarowe do tworzenia fragmentów kości twarzoczaszki. Bardzo często w wyniku wypadków, czy na skutek choroby nowotworowej zostaje zniszczona znaczna część struktury kostnej w okolicy twarzoczaszki. Wielu pacjentom, zależy na tym aby twarz po operacji wyglądała możliwie najbardziej podobnie do stanu przed operacją, co jest dla nich bardzo ważne z psychologicznego punktu widzenia. Co ważne musi ona również być funkcjonalna. Jeszcze do niedawna najczęstszym rozwiązaniem były na przykład przeszczepy z kości strzałkowej lub talerza kości biodrowej. To wiązało się jednak z dodatkowymi cięciami na ciele pacjenta, przez co operacja stawała się bardziej obciążająca, szczególnie w przypadku starszych pacjentów. Problem ten zostaje powoli eliminowany poprzez tworzenie implantów, które mogą zastąpić chociażby fragment żuchwy czy znaczną część szczęki, która została usunięta. Po takim zabiegu efekt estetyczny jest znacznie lepszy niż w przypadku stosowania starszych metod. Wiedząc o coraz to nowszych możliwościach jakie daje pacjentom medycyna, dużo chętniej podchodzą oni do zabiegów, a jak wiemy jest to bardzo kluczowe jeżeli chodzi o sukces całego leczenia. Jak widzimy możliwe jest łączenie możliwości różnych ośrodków w naszym kraju. Jak wspomniałem na Śląsku produkowane są antybakteryjne materiały, które chociażby będa mogłybyć wykorzystywane przez chirurgów szczękowo twarzowych do wykonywania implantów umieszczanych w okolicy twarzoczaszki. Wydaje mi się, że w dzisiejszych czasach powinniśmy poświęcać więcej uwagi możliwościom jakie daje nam druk 3D. Stworzenie niektórych elementów, które do tej pory były trudno dostępne teraz z pewnością będą dużo łatwiejsze do zakupu oraz prawdopodobnie tańsze.
W czasie epidemii SARS-CoV-2 w Europie liczba procedur kardiologii interwencyjnej podejmowanych w terapii zawału serca STEMI zmniejsza się średnio o około 20 procent, a w zawale serca NSTEMI nawet o 30 procent. Główny spadek liczby wykonywanych procedur kardiologii interwencyjnej związany jest z obawą pacjentów przed zgłoszeniem do placówek medycznych. Uzyskane w europejskich analizach dane wskazują również na znaczące opóźnienie w realizacji procedur kardiologii interwencyjnej w odniesieniu do wystąpienia pierwszych objawów zawału serca. W wielu przypadkach pacjenci próbują samemu podejmować leczenie. Dopiero nasilające objawy duszności i bólu w klatce piersiowej skłaniają ich do poszukiwania pomocy. Wiąże się to ze zwiększoną liczbą przypadków najcięższych postaci zawału serca, towarzyszących niewydolności serca, a co za tym idzie większego ryzyko powikłań i konieczność zastosowania złożonych i skomplikowanych procedur kardiologii interwencyjnej. W początkowym okresie pandemii pacjenci byli zaniepokojeni doniesieniami dotyczącymi wzrastającej liczby zakażeń. Dodatkowo przekazywano dane o przypadkach stwierdzania ognisk COVID-19 w placówkach opieki i ośrodkach ochrony zdrowia, głównie w domach pomocy społecznej i szpitalach. Pacjenci stawali przed bardzo trudnym wyborem: odczuwali dotkliwe objawy, które mogły świadczyć o zawale serca, ale jednocześnie obawiali się przyjazdu do szpitala, gdzie w ich przekonaniu istniało realne zagrożenie zakażenia koronawirusem. Pacjenci obawiali się zachorowania i trudnych do przewidzenia powikłań infekcji. W marcu i kwietniu lęk przed COVID-19 często zwyciężał z decyzją o zgłoszeniu się do ośrodka. Dane systemu Państwowego Ratownictwa Medycznego wskazują, że w marcu i kwietniu ubiegłego roku liczba wezwań pacjentów z bólem w klatce piersiowej spadła o kilkanaście procent. Zawał u kobiet bywa bardzo często nieprawidłowo rozpoznany i niewłaściwie wyleczony ponieważ symptomy nie są tak oczywiste. W przypadku młodych kobiet prawdopodobieństwo wystąpienia zawału serca jest na dosyć niskim poziomie, ale drastycznie wzrasta po 50 roku życia. Wraz ze spadkiem poziomu estrogenu w organizmie kobiety, związanego z menopauzą zawał serca u kobiet jest zjawiskiem równie powszechnym, jak zawał serca mężczyzn. Kobiety rzadziej trafiają do szpitala z powodu rozpierającego bólu zamostkowego, który promieniuje do żuchwy, pleców czy przedramienia. Częściej występujące symptomy to duszności, uderzenia gorąca mdłości i uczucie niestrawności, zawroty głowy, nagłe osłabienie czy zmęczenie jak w przypadku przebiegu grypy, bóle pleców. Ryzyko wystąpienia zawału serca u kobiet jest też dużo większe niż w przypadku mężczyzn. Oprócz standardowych czynników, które zwiększają zachorowalność, takich jak palenie papierosów, długotrwały i silny stres, choroba wieńcowa, nadciśnienie, miażdżyca, cukrzyca, czynniki genetyczne czy wysoki poziom “złego” cholesterolu, zawał u kobiet może wystąpić w wyniku powikłań ciąży czy usunięcia macicy. Same kobiety często bagatelizują wcześniej wspomniane symptomy, kojarząc je z menopauzą, a nie zawałem. W takim wypadku nie warto zwlekać z wezwaniem karetki, ponieważ fachowa i co najważniejsze, skuteczna pomoc musi nastąpić jak najszybciej.Dopiero od jakiegoś czasu naukowcy zaczęli analizować różnice między zawałem serca u kobiet i mężczyzn, ponieważ nie tylko objawy, ale także metody leczenia w przypadku obydwu płci są równe. Do tej pory naukowcy bardziej skupiali się na mężczyznach w swoich badaniach, dlatego zarówno prowadzone badania, jak i dopuszczone do obrotu leki, nie brały pod uwagę przebiegu choroby u kobiet. Kobiety są również rzadziej kierowane na specjalistyczne badania i testy diagnostyczne, ponieważ ryzyko wystąpienia zawału serca jest niedoszacowane. Ponadto niektóre testy skonstruowane są w ten sposób, że dają fałszywe wyniki u kobiet, ponieważ były opracowywane z myślą o mężczyznach. To wszystko sprawia, że kobiety są później niż mężczyźni kierowani na badania, a leczenie wdrażane jest za późno. Postęp w medycynie umożliwił ratowanie życia osób po zawale, jednak zawał powoduje trwałe uszkodzenie serca i zwykle prowadzi do jego niewydolności. Osoby z tą chorobą wymagają właściwej, koordynowanej opieki oraz właściwej farmakoterapii, która pozwala uniknąć zaostrzeń choroby. Bez tego bardzo szybko ponownie dochodzi u nich do epizodu kardiologicznego, który kończy się hospitalizacją i pogorszeniem stanu zdrowia lub wręcz śmiercią. Coraz więcej aplikacji pomaga w kontrolowaniu naszego stanu zdrowia. Nie dotyczy to jedynie aktywności sportowych, ale przydaje się też do monitorowania przebiegu różnych chorób. Analiza głosu przy wykorzystaniu aplikacji na smartfona, pozwala na wykrycie przekrwienia płuc u pacjentów z niewydolnością serca. Pozwoli to na wcześniejszą interwencję lekarza, zanim stan zdrowia chorego ulegnie pogorszeniu. Przeprowadzono badania na 40 pacjentach z ostrą niewydolnością serca. Każdy z nich nagrał próbkę swojego głosu, który został przeanalizowany przez program. Przekrwienie płuc przyczyniało się do subtelnych zmian w mowie, które bardzo dokładnie wychwyciła aplikacja. Jeżeli pojawią się pierwsze objawy, aplikacja je “wychwyci” i natychmiast przekaże takie informacje lekarza, który przepisze właściwe leki. Można będzie w ten sposób zareagować zanim stan pacjenta się pogorszy. Środowisko pacjentów wskazują na poprawę swojej sytuacji w konkretnych działaniach. Mowa o powszechnym dostępie do Koordynowanej Opieki nad pacjentem z Niewydolnością Serca, a także w dostępie do optymalnej terapii, która zmniejsza śmiertelność, redukuje liczbę uciążliwych hospitalizacji będących konsekwencją zaostrzeń choroby, a także korzystnie wpływają na tak ważną dla chorych jakość życia. Liczba hospitalizacji z powodu niewydolności serca jest w Polsce 2,5-krotnie wyższa niż średnia dla wszystkich 36 krajów OECD. Co godzinę umiera w naszym kraju 16 osób z rozpoznaną niewydolnością serca. To główna przyczyna zgonów w Polsce. Co roku zabija ona 140 tysięcy osób. Eksperci wskazują, że od momentu rozpoznania choroby aż 40,6 procent pacjentów nie przeżywa 5 lat życia. Niewydolność serca gorzej rokuje niż jego zawał, rak prostaty czy jelita grubego. Konieczne jest więc wprowadzenie modyfikacji w opiece nad pacjentami w naszym kraju, ale nie można zapominać o tym, że to jak będzie wyglądało ich zdrowie i życie zależy w większości od nich samych. Kolejnym z takich działań, które ma to zmienić jest rozpoczęciu pilotażu Krajowej Sieci Kardiologicznej (KSK) w województwie mazowieckim, który ma się skupiać na diagnozowaniu i leczeniu kilku podstawowych chorób sercowo-naczyniowych takich jak zaburzenia rytmu serca, niewydolności serca, chorób zastawek, które są coraz częstszą przyczyną problemów zdrowotnych w naszym społeczeństwie, a także nadciśnienia tętniczego. Elektroterapia polegająca na zastosowaniu stałej stymulacji serca, nazywana stymulacją resynchronizującą, może pomóc pewnej grupie pacjentów z niewydolnością serca. Zaburzona sekwencja skurczu komór serca w wielu przypadkach jest związana z jego niewydolnością. Wielu chorym mogą jednak pomóc wszczepiane aparaty takie jak stymulatory i kardiowertery-defibrylatory z funkcją resynchronizacji. Ułatwiają one uporządkować skurcze serca i poprawiają samopoczucie pacjenta. Resynchronizacja polega na jednoczesnej stymulacji prawej i lewej komory serca. Ma to istotne znaczenie w przypadku osób z blokiem lewej odnogi pęczka Hisa, czyli przypadłością charakterystyczną dla chorych z zaawansowaną niewydolnością serca. Resynchronizacja stosowana jest u osób z tzw. dyssynchronią skurczu i zaawansowaną niewydolnością serca. Tylko w takiej sytuacji ta metoda terapii ma sens. Nie należy jednak wykonywać jej zbyt późno, bo prawdopodobieństwo związane z jej użyciem może przewyższyć oczekiwane korzyści. W naszym kraju na 100 Polaków w przedziale wiekowym 40-44 lata, zawał przechodzi średnio 121 mężczyzn i 25 kobiet. Nawet 90 procent osób, które przeszły zawał serca przed czterdziestym rokiem życia to osoby palące papierosy.
Bioinżynierom z Teksasu za pomocą druku 3D udało się opracować urządzenie imitujące działanie naturalnej trzustki, a także specjalny materiał hydrożelowy stanowiący osłonę dla sprzętu. Dzięki temu praca sprzętu nie zostaje zakłócona, a organizm nie odrzuca sztucznego organu. W ramach trzyletniego projektu naukowego badacze z Teksasu skupią się na tym, aby sztuczna trzustka we właściwym momencie reagowała na różny poziom cukru we krwi i w razie potrzeby uwalniała insulinę w idealnym momencie, w taki sposób, by było to najkorzystniejsze dla pacjenta. Technologia biodruku posłużyła naukowcom do opracowania techniki wytwarzania trójwymiarowych rusztowań wspomagających leczenie złamanych kości u pacjentów z cukrzycą. Rusztowanie to zbudowane jest z komórek macierzystych szpiku kostnego, morfogenicznego białka kości i makrofagów. Cukrzyca może zwiększać ryzyko złamań kości nawet o 300 procent. Wysoki poziom glukozy we krwi utrudnia też proces gojenia. Biodruk trójwymiarowy pozwoli więc usprawnić proces leczenia i ułatwić dostęp do skutecznych terapii.Na początku pandemii wywołanej koronawirusem okazało się, że szpitalom i innym placówkom medycznym nie tylko w naszym kraju brakuje odzieży ochronnej i innego wyposażenia. Prawie połowa lekarzy w Wielkiej Brytanii przyznawała, że jest zmuszona sama zaopatrywać się w odzież ochronną. W tej sytuacji społeczność zajmująca się drukiem trójwymiarowym włączyła się do produkcji takich urządzeń jak : ochronne maski, zawory tlenowe do wentylatorów, rozdzielacze do wentylatorów i respiratorów pozwalające na ich stosowanie dla kilku pacjentów, pałeczki do wymazów testów na koronawirusa, przyłbice, kabiny do kwarantanny, prowizoryczne respiratory utworzone z wyposażenia do nurkowania z akwalungiem, a nawet dźwignie pozwalające otworzyć drzwi łokciem. Bardzo ciekawym rozwiązaniem jest wytwarzanie w druku 3D łączników, pozwalających na podłączenie nawet czterech pacjentów do jednego respiratora. Ograniczenia dla urządzeń medycznych do walki z pandemią związane są najczęściej, ale nie jedynie, z brakiem możliwości ich dezynfekcji. Przykładowo, amatorskie drukarki 3D korzystające z ekstrudera wytwarzają przedmioty, które są porowate i mają bardziej szorstką powierzchnię. Nie da się ich w odpowiedni sposób zdezynfekować. Po sukcesie przy przygotowaniu specjalnego modelu 3D żyły zaatakowanej nowotworem, naukowcy z Politechniki Opolskiej planują szerszą współpracę z lekarzami. W planach jest stworzenie m.in. fantomów układu kostnego okolic miednicy i modeli tętnic przed zabiegami. Padła propozycja, żeby opracować formy, na których można by planować operacje wprowadzania stent-graftów do naczyń krwionośnych, w których zlokalizowany jest tętniak. Wprowadzenie stent-graftu do tętnicy lub żyły jest sposobem na jego zoperowanie. W tym przypadku, na podstawie przekrojów uzyskanych z rezonansu magnetycznego lub z tomografu komputerowego tworzy się model trójwymiarowy w którym można umieścić stent-graft, który później można wykorzystać w trakcie zabiegu. Kolejnym założeniem jest stworzenie fantomu układu kostnego okolic miednicy. To będzie model, na którym będą prowadzone badania ukierunkowane na zastosowania radioterapii nowotworów ginekologicznych. Fantom umożliwi badanie efektywności naświetlania radioterapeutycznego. Obecnie fantom jest w trakcie drukowania, praca nad nim wygląda inaczej niż praca nad żyłą. W przypadku żyły model, który opracowaliśmy odzwierciedlał tkanki miękkie, tutaj skupiam się na drukowaniu modelu, który odzwierciedla tkanki kostne. Po wydrukowaniu fantom będzie uzupełniony specjalnym żelem, który będzie reprezentował tkanki miękkie. W wielu przypadkach, gdy na skutek np. choroby nowotworowej fragment kości musi zostać usunięty, wykonuje się przeszczep z innej części ciała i uzupełnia brakujący fragment np. żuchwy czy kości czaszki.Technologia druku 3D daje nam możliwość stworzenia różnych kształtów w zależności od konkretnej sytuacji, np. określonej kości. Jeżeli wydrukuje się fragment ubytku kości po resekcji nowotworowej i chcemy wszczepić materiał, który zintegruje się z tkanką kostną, a następnie odbudują się nad nim komórki, musi najpierw zostać wysterylizowany, żeby nie wprowadzać do organizmu niepotrzebnych mikrobów. Wyzwaniem dla medycyny i bioinżynierii jest odbudowa całej krtani, ponieważ przeszczepienie jej od dawcy jest procedurą obarczoną wysokim ryzykiem, biorąc pod uwagę biozgodność i możliwą akceptację narządu. Istnieje wiele możliwości przezwyciężenia tych trudności. Jednym z najnowszych i najskuteczniejszych rozwiązań jest sztuczna krtań. Odpowiedni implant powinien być biokompatybilny i spersonalizowany dla każdego pacjenta. Do wykonania takiego implantu wykorzystuje się sztuczną porowatą krtań rusztowania pokrytą kolagenem i chondrocytami. Porowate rusztowania polimerowe są używane do imitowania struktury narządów i stały się kluczowym elementem trójwymiarowej hodowli komórek. Analiza obrazów pochodzących z nowoczesnych metod tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości z możliwością rekonstrukcji trójwymiarowej umożliwia bardzo precyzyjne zaplanowanie allogenicznego podłoża rekonstrukcji. Spełnia ona warunek zabiegu ''spersonalizowanego''. Anatomia i fizjologia krtani determinują parametry fizykochemiczne materiałów użytych do allogenicznej budowy tego narządu. Stosowanie metalicznych pierwiastków takich jak tytan nie jest wskazane, ze względu na brak stabilności tak ciężkiej konstrukcji oraz niski stopień adhezji komórek. Wykorzystanie materiałów ceramicznych, np. apatytu, jest ryzykowne ze względu na mikrośrodowisko śluzu, które może powodować ich degradację. Innowacyjna metoda drukowania części ciała może być przełomem w rekonstrukcji twarzy i pourazowej chirurgii plastycznej.Nad drukarką 3D, która byłaby w stanie tworzyć chrząstki uszu czy nosa pracują walijscy naukowcy. Obecnie do pourazowych rekonstrukcji twarzy na przykład po wypadkach, oparzeniach, nowotworach skóry i wadach wrodzonych, wykorzystuje się tkankę chrząstki pacjenta, najczęściej pobieraną z żeber. Niestety, zabieg ten wiąże się z bliznowaceniem w miejscu pobrania i innymi powikłaniami. Zespół z sukcesem wyizolował ludzkie komórki macierzyste pochodzące z chrząstki nosowo-przegrodowej i wykazał, że mogą one wytwarzać macierz chrząstki poza organizmem człowieka. Co ważne, ta metoda nie wymaga przeprowadzania operacji w celu pobierania chrząstek z innych części ciała pacjenta, a zabieg jest niemal nieinwazyjny.Naukowcy z powodzeniem radzą sobie z drukowaniem komórek i biomateriałów, z których są zbudowane ludzkie tkanki, ale wciąż są dalecy od stworzenia całych funkcjonalnych narządów. Druk trójwymiarowy co prawda jest coraz częściej wykorzystywany w medycynie, np. do produkcji implantów stomatologicznych lub modeli wykorzystywanych przez chirurgów do symulowania przeprowadzanych operacji. Ponadto technologia pozwala na wykorzystanie biotuszu do produkcji komórek, które pozwoliłyby opracować w pełni funkcjonujące narządy. Aby go stworzyć, należy w pierwszej kolejności stworzyć przestrzenne rusztowanie, na którym można by osadzić komórki macierzyste różnicujące się i rozrastające w konkretne tkanki. Niestety, w tym momencie nie ma możliwości aby to zrobić metodami laboratoryjnymi, bo dostępne protokoły biologiczne nie pozwalają na organizację różnych gradientów i wzorców strukturalnych w tkankach, które nie są jednorodne. Dzieje się tak ponieważ nie ma kontroli nad tym, w które miejsce tkanki trafiają właściwe komórki. Takie możliwości oferuje natomiast druk w technice trójwymiarowej, który pozwala bioinżynierom na precyzyjne kierowanie komórek. To z kolei przekłada się na lepsze organoidy, a w końcu może i umożliwić tworzenie organów. Naukowcom z Teksasu udało się wydrukować sztuczny organ, który gdy pojawia się taka konieczność uwalnia odpowiednią ilość hormonu regulującego poziom cukru we krwi. Na dodatek nowy wynalazek jest skuteczniejszy niż prototypy podobnych urządzeń, które powstały na świecie do tej pory. Choć postęp badań nad cukrzycą we współczesnej medycynie jest znaczący, a nawet inteligentne plastry dostarczające pacjentom insulinę nie są dużym zaskoczeniem, to sztuczna trzustka zdolna do wytwarzania insuliny stanowi dużo większe wyzwanie. Pionierami w tej dziedzinie są naukowcy z naszego kraju, którym już kilka lat temu jako pierwszym na świecie udało się wydrukować za pomocą technologii trójwymiarowej bioniczny odpowiednik tego organu.