Os modelos 3D-printed artificiais Novos imitam o olhar e a sensação de órgãos reais

Uma equipe dos pesquisadores conduzidos pela Universidade de Minnesota tem os modelos vivos impressos 3D do órgão artificial que imitam a estrutura anatômica exacta, as propriedades mecânicas, e o olhar e a sensação de órgãos reais. Estes modelos paciente-específicos do órgão, que incluem sensores macios integrados, podem ser usados para que as cirurgias da prática melhorem resultados cirúrgicos nos milhares de pacientes no mundo inteiro.

A pesquisa foi publicada hoje nas Tecnologias de Materiais Avançados do jornal. Os pesquisadores estão submetendo uma patente nesta tecnologia.

“Nós estamos desenvolvendo modelos do órgão da próxima geração para a prática pré-operativa. Os modelos que do órgão nós somos a impressão 3D são quase uma réplica perfeita em termos do olhar e a sensação do órgão de um indivíduo, usando nossas impressoras 3D feitos por encomenda,” disse o pesquisador Michael McAlpine do chumbo, um professor adjunto da engenharia mecânica na Universidade da Faculdade de Minnesota da Ciência e da Engenharia e em um receptor 2017 da Concessão de Carreira Adiantada Presidencial para os Cientistas e os Coordenadores (PECASE).

“Nós pensamos que estes modelos do órgão poderiam ser “jogo-cambiadores” para o plano e a prática de ajuda dos cirurgiões melhor para a cirurgia. Nós esperamos que este salvar vidas reduzindo erros médicos durante a cirurgia,” McAlpine adicionou.

McAlpine disse que sua equipe estêve contactada originalmente pelo Dr. Robert Doce, um urologist na Universidade de Washington que trabalhou previamente na Universidade de Minnesota. O Doce procurava uns modelos impressos 3D mais exactos da próstata para praticar cirurgias.

Actualmente, a maioria de modelos impressos 3D do órgão são feitos usando plásticos ou borrachas duras. Isto limita seu pedido para a previsão e a réplica exactas do comportamento físico do órgão durante a cirurgia. Há umas diferenças significativas na maneira que estes órgãos olham e sentem comparados a suas contrapartes biológicas. Podem ser demasiado duros de cortar ou suturar. Igualmente faltam uma capacidade para fornecer o feedback quantitativo.

Neste estudo, a equipa de investigação tomou varreduras de MRI e amostras de tecido das três próstatas dos pacientes. Os Pesquisadores testaram o tecido e as tintas silicone-baseadas personalizadas desenvolvidas que podem “ser ajustados” para combinar precisamente as propriedades mecânicas do tecido da próstata de cada paciente. Estas tintas originais foram usadas em uma impressora 3D feito por encomenda por pesquisadores na Universidade de Minnesota. Os pesquisadores então anexaram o delicado, sensores impressos 3D aos modelos do órgão e observaram a reacção das próstatas modelo durante testes de compressão e a aplicação de várias ferramentas cirúrgicas.

“Os sensores poderiam dar os cirurgiões o feedback do tempo real onde no quanto força podem usar durante a cirurgia sem danificar o tecido,” disse Kaiyan Qiu, uma Universidade do pesquisador pos-doctoral de engenharia mecânica de Minnesota e do autor principal do papel. “Isto poderia mudar como os cirurgiões pensam sobre a medicina personalizada e a prática pré-operativa.”

No futuro, os pesquisadores esperam usar este método novo aos modelos vivos da cópia 3D de uns órgãos mais complicados, usando tintas múltiplas. Por exemplo, se o órgão tem um tumor ou uma deformidade, os cirurgiões poderiam ver que em um modelo paciente-específico e testam várias estratégias removendo os tumores ou corrigindo complicações. Igualmente esperam explorar um dia aplicações além da prática cirúrgica.

“Se nós poderíamos replicate a função destes tecidos e órgãos, nós pudemos um dia mesmo poder criar “órgãos biônicos” para transplantações,” McAlpine disse. “Eu chamo este “projecto de X Humano o”. Soa um pouco como a ficção científica, mas se estes órgãos sintéticos olham, sentem, e actuam como o tecido ou órgãos reais, nós não vê porque nós não poderíamos 3D os imprimir por encomenda para substituir órgãos reais.”

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