3D Printed Livers Guide Transplant Surgeons' Hands
Inhoudsopgave:
Eerst kwamen röntgenfoto's en vervolgens CT-scans en vervolgens MRI's. Technologie biedt chirurgen niet alleen het beste zicht op organen die zo complex zijn als het hart en de lever; het laat hen ook exacte replica's van de organen in de palmen van hun handen houden.
Cleveland Clinic is een van de weinige instellingen in het land die driedimensionale printtechnologie gebruiken om exacte modellen van menselijke organen te creëren. Chirurgen in het medisch centrum nemen een exacte kopie van de lever van een patiënt mee naar de operatiekamer.
advertisementAdvertisementHet idee is om de anatomie van het aangetaste orgaan tijdens de operatie beter te begrijpen. Een chirurg kan niet altijd vertellen met behulp van traditionele beeldvormingstechnieken precies waar bloedvaten in de lever zijn. Ze kunnen zo dicht bij de oppervlakte komen dat ze het risico lopen om met een scalpel te worden genaaid.
De modellever toont de exacte locatie van de bloedvaten, waardoor de chirurg met precisie kan werken.
Lichaamskaarten: ontdek de lever in 3D »
AdvertentieDr. Nizar Zein van Cleveland Clinic vertelde Healthline dat hij de levermodellen al tijdens de operatie gebruikt. Het stelt artsen in staat om tijdens de operatie een time-out te nemen en zich opnieuw te leren kennen waar ze zich in de procedure bevinden.
Hij zei dat patiënten naar de Cleveland Clinic zijn gekomen nadat ze door andere instellingen zijn afgewezen. Leverchirurgie is buitengewoon riskant en kan verder gecompliceerd worden door andere factoren, zoals de locatie van tumoren. De modellen hebben Cleveland Clinic in staat gesteld zelfs de moeilijkste gevallen aan te pakken, zei Zein.
Hoe lang duurt het voordat we kunnen 'printen en transplanteren'?
Maar wat moet er gebeuren voordat artsen echte levers, harten en andere organen kunnen afdrukken voor transplantatie in mensen?
Verschillende hindernissen staan in de weg. Een daarvan is het vinden van algemeen beschikbare materialen die geschikt zijn voor gebruik in het lichaam, zei Jordan Miller, een assistent-professor bio-ingenieur aan de Rice University. "Tot nu toe heeft de productie plaatsgevonden op harde, droge, stijve materialen. Maar het lichaam is zacht en nat. Het vertaalt niet. "
De veiligheid van de materialen zou ook moeten worden geëvalueerd door een regelgevend agentschap, zoals de Amerikaanse Food and Drug Administration, zei Miller.
Krijg de feiten over levertransplantaties »
Hij vertelde Healthline dat een nog grotere uitdaging die hij werkt om op te lossen, is hoe het menselijk netwerk van bloedvaten in gedrukte organen opnieuw kan worden gecreëerd. "Het bloedvatennetwerk in de lever of een nier is heel mooi, maar vanuit technisch oogpunt is het behoorlijk angstaanjagend," zei hij.
AdvertentieAdvertisementFunctioneel afgedrukte organen moeten worden gemaakt van menselijk weefsel en cellen. Wetenschappers moeten er nog steeds achter komen hoe ze ervoor kunnen zorgen dat menselijke cellen niet dood gaan tijdens het drukproces.
Door moderne wetenschap kunnen huid- of vetcellen worden omgezet in stamcellen die vervolgens kunnen worden uitgegroeid tot cellen van elk type. Maar het heeft een enorm aantal cellen nodig om een functioneel menselijk orgaan te maken, zei Miller. Hij probeert een manier te vinden om een goede doorbloeding of vascularisatie naar cellen in 3D-geprinte organen te krijgen. Anders krijgen ze geen zuurstof en voedingsstoffen in zo'n dichte omgeving en zullen ze sterven.
Maar wetenschappers werken aan het doel van het afdrukken van levende levers, harten en andere organen voor transplantatie. Vanwege de schaarste van gedoneerde organen, die slechts voor een korte periode kunnen worden gebruikt, kan deze vooruitgang ontelbare levens redden.
Advertentie"Wanneer een transplantatiechirurg een lever krijgt, blijft deze slechts een paar uur in leven en moet u zeer snel een ontvanger vinden," zei Miller. "Wat als we iets kunnen afdrukken met vasculatuur dat u direct kunt verbinden? Dat is de belangrijkste uitdaging in ons vakgebied. "
Harten afdrukken voor kinderen
David Frakes, assistent-professor bio-ingenieur aan de Arizona State University in Tempe, werkt in een programma vergelijkbaar met Cleveland Clinic's. Hij werkt samen met het Children's Hospital in Philadelphia, waar exacte replica's van het hart worden afgedrukt voor zijn operaties.
AdvertentieAdvertisementLichaamskaarten: Ontdek het hart in 3D »
Hij vertelde Healthline dat hij blij is om te zien dat zijn werk zo snel een verschil maakt in de geneeskunde. "Als bio-ingenieurs werken we vijf jaar als we geluk hebben - het is meestal meer dan 10 of 20 - voordat we met iets komen dat kan worden toegediend in de geneeskunde en het leven van mensen beïnvloedt. Chirurgen werken met hun handen, in de echte ruimte. Ze bevinden zich niet in een virtuele 3D-omgeving. "
Onderzoekers in het kinderziekenhuis van Philadelphia zijn van plan om te beginnen met het volgen van de uitkomstgegevens van patiënten van wie de artsen tijdens de operatie een afgedrukte replica gebruikten. "Dit is een opwindend ding dat kwantificeerbare gegevens zal bieden," zei Frakes. "Gedrukte orgels zijn super cool, en iedereen houdt ervan om er anekdotisch over te praten, maar tot nu toe zijn er geen proeven gedaan. "
AdvertentieZein zei dat het waarschijnlijk 10 tot 15 jaar zal duren voordat artsen een orgel kunnen uitprinten en in iemand kunnen stoppen. "Het is niet in de zeer, zeer verre afstand," zei hij. "Conceptueel is het bewezen. Of we een volledig functioneel orgaan met specifieke doelen kunnen bereiken of niet, ik weet het niet zeker, maar het is zeker een haalbaar doel op dit punt. "
Levertransplantatie: zijn er alternatieve behandelingen voor leveraandoeningen? »
