Медицинские технологии 3d-печати
Так получилось, что скачок развития технологий 3d-печати совпал по времени с развитием многих других, коррелирующих с трёхмерной печатью, технологий, одной из которых является технология магнито-резонансной томографии – МРТ, широко применяемая в медицине. Только недалёкий и слабо разбирающийся в технике человек мог не заметить, что МРТ открывает широкое поле для экспериментов с изготовлением протезов человеческих костей, утраченных в результате несчастных случаев и даже никогда не существовавших у человека с рождения.
Сама технология 3d-печати, предполагающая послойное изготовление детали с добавлением каждого последующего слоя на предыдущий прямо указывала учёным на своё родство с МРТ технологией, которая осуществляет послойное сканирование внутренних органов человека, слой за слоем, с последующим построением трёхмерной компьютерной модели человека, на которой легко отследить места патогенных изменений в организме. Так как разрешение томографов позволяло делать весьма точные сканы внутренностей человека, то технически не имелось никаких препятствий для того, чтобы создать, например, трёхмерную модель протеза утраченной пациентом кости, сустава или другой части опорно-двигательной системы человека и изготовить её в высоком разрешении, распечатав на 3d-принтере из биологически нейтрального материала, который организм не будет отторгать.
Некоторые проблемы возникали с материалами, из которых печатали такого рода протезы, но после долгих поисков учёные остановились на некоторых видах эпоксидных смол, отверждаемых ультрафиолетовыми лучами, наподобие так называемых, «световых пломб», получивших широкое распространение в стоматологии, материале ПКК ( полиэфиркетонкетон) и некоторых других.
Необходимо отметить, что полным ходом идут и эксперименты по изготовлению и других органов человеческого тела, хотя эта технология и находится сейчас в крайне неразвитом состоянии в силу огромных затрат на экспериментальную деятельность и неразрешимыми на текущий период проблемами, связанными, в первую очередь, с недостаточной изученностью процессов формирования органов в целом и живых тканей в частности. В частности, магнито-резонансная томография позволяет получить представление об общей форме сканируемого объекта и даже, в общих чертах, о его структуре, но, к сожалению, пока не может проникнуть глубже и продемонстрировать поклеточное строение какого-либо органа. Также пока неимоверную трудность для исследователей представляет формирование многослойных структур, формируемых по определённым законам, пронизанных сетью кровеносных сосудов, из чего, собственно, и состоит любая ткань почти любого органа человека. Наибольшую трудность на этом пути вызывает именно формирование волосовидных капилляров, по которым происходит кровоснабжение органа. Также вопрос, над которым сейчас бьются биоинженеры – это как в процессе 3d-печати органа организовать его кровоснабжение, для того, чтобы печатаемый орган постоянно получал питательные вещества и не умер еще в процессе печати.
Хотя в печати иногда проходят сообщения о пересадке выращенных человеческих органов, как правило, это относится прежде всего к органам выращенным «в пробирке», например, из стволовых клеток человека, а вовсе не напечатанных на 3d-принтере. Кроме того, традиционны проблемы, связанные с приживаемостью таких человеческих органов. Приходится констатировать, что пока ещё ни один исследовательский институт не отрапортовал об изготовлении полного работоспособного аналога какого-либо человеческого органа в натуральную величину. В этом вопросе законы природы пока опережают человеческий разум.
Хотя пока достижения 3d-печати в области медицины сводятся лишь к тому, что пациенты получают полностью соответствующие оригиналу заменители костей разной степени прочности, нет никаких оснований для пессимизма и заявлений о том, что в ближайшее время медицина не получит прорывных технологий в области изготовления живых человеческих тканей. Напротив, есть все основания утверждать, что именно технология 3d-печати биологических клеток в обозримом будущем позволит получать запчасти для человека, причём именно для каждого конкретного человека, не отторгающиеся и легко и быстро приживающиеся.
Уверен, что и мы до этого обязательно доживём.
