3D Printed Liver Guide Transplant Chirurgen HĂ€nde

Zuerst kam Röntgen, dann CT und dann MRT. Jetzt bietet die Technik nicht nur Chirurgen den besten Überblick ĂŒber Organe, die so komplex sind wie Herz und Leber. es erlaubt ihnen auch, exakte Kopien der Organe in ihren HandflĂ€chen zu halten.

Die Cleveland Clinic gehört zu einer Handvoll Institutionen im Land, die mittels dreidimensionaler Drucktechnologie exakte Modelle menschlicher Organe erstellen. Chirurgen im medizinischen Zentrum nehmen eine exakte Kopie der Leber eines Patienten in den Operationssaal mit.

advertisementAdvertisement

Die Idee ist, die Anatomie des erkrankten Organs wĂ€hrend der Operation besser zu verstehen. Ein Chirurg kann mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren nicht immer genau sagen, wo BlutgefĂ€ĂŸe in der Leber sind. Sie können so nahe an der OberflĂ€che sein, dass sie Gefahr laufen, mit einem Skalpell verletzt zu werden.

Die Modellleber zeigt die genaue Position der GefĂ€ĂŸe an, so dass der Chirurg prĂ€zise arbeiten kann.

Body Maps: Erforsche die Leber in 3D »

Anzeige

Dr. Nizar Zein von der Cleveland Clinic sagte Healthline, dass er die Lebermodelle bereits wĂ€hrend der Operation verwendet. Es ermöglicht Ärzten, sich wĂ€hrend der Operation eine Auszeit zu nehmen und sich mit dem Ort des Eingriffs vertraut zu machen.

Er sagte, dass die Patienten nach der Ablehnung durch andere Institutionen in die Cleveland Clinic gekommen seien. Leberoperationen sind extrem riskant und können durch andere Faktoren - zum Beispiel durch die Lokalisierung von Tumoren - noch komplizierter werden. Die Modelle haben es der Cleveland Clinic ermöglicht, auch die schwierigsten FĂ€lle zu ĂŒbernehmen, sagte Zein.

WerbungWerbung

Wie lange, bis wir drucken und transplantieren können?

Aber was muss geschehen, bevor Ärzte echte Leber, Herz und andere Organe fĂŒr die Transplantation in den Menschen drucken können?

Mehrere Hindernisse stehen im Weg. Man findet allgemein verfĂŒgbare Materialien, die fĂŒr den Einsatz im Körper geeignet sind, sagte Jordan Miller, Assistant Professor fĂŒr Bioingenieurwesen an der Rice University. "Bis jetzt war die Herstellung auf harten, trockenen und steifen Materialien. Aber der Körper ist weich und nass. Es ĂŒbersetzt nicht. "

Die Sicherheit der Materialien mĂŒsste auch von einer Regulierungsbehörde, wie der US Food and Drug Administration, bewertet werden, sagte Miller.

Wissenswertes ĂŒber Lebertransplantationen »

Er sagte Healthline, dass eine noch grĂ¶ĂŸere Herausforderung, die er zu lösen versucht, darin besteht, das riesige Netzwerk von BlutgefĂ€ĂŸen in gedruckten Organen wiederherzustellen. "Das BlutgefĂ€ĂŸnetz in der Leber oder in der Niere ist ziemlich schön, aber aus technischer Sicht ist es ziemlich erschreckend", sagte er.

Advertisement Advertisement

Funktionell gedruckte Organe mĂŒssen aus menschlichem Gewebe und Zellen hergestellt werden. Wissenschaftler mĂŒssen noch herausfinden, wie menschliche Zellen wĂ€hrend des Druckprozesses vor dem Absterben bewahrt werden.

Durch die moderne Wissenschaft können Haut- oder Fettzellen in Stammzellen umgewandelt werden, die dann zu Zellen jeder Art gezĂŒchtet werden können. Aber es braucht eine enorme Anzahl von Zellen, um ein funktionierendes menschliches Organ zu schaffen, sagte Miller. Er versucht, einen Weg zu finden, um eine korrekte Durchblutung oder Vaskularisierung zu Zellen in 3D gedruckte Organe zu bekommen. Andernfalls können sie in solch einer dichten Umgebung keinen Sauerstoff und NĂ€hrstoffe aufnehmen und werden sterben.

Wissenschaftler arbeiten jedoch daran, lebende Leber, Herz und andere Organe fĂŒr die Transplantation zu drucken. Aufgrund des Mangels an gespendeten Organen, die nur fĂŒr kurze Zeit genutzt werden können, könnte dieser Fortschritt unzĂ€hlige Leben retten.

Anzeige

"Wenn ein Transplantationschirurg eine Leber bekommt, wird er nur fĂŒr ein paar Stunden am Leben bleiben und Sie mĂŒssen sehr schnell einen EmpfĂ€nger finden", sagte Miller. "Was ist, wenn wir etwas drucken können, das GefĂ€ĂŸsysteme hĂ€tte, die Sie direkt verbinden könnten? Das ist die zentrale Herausforderung in unserem Bereich. "

Druckherzen fĂŒr Kinder

David Frakes, ein Assistenzprofessor fĂŒr Bioingenieurwesen an der Arizona State University in Tempe, arbeitet in einem Ă€hnlichen Programm wie die Cleveland Clinic. Er hat sich mit dem Kinderkrankenhaus von Philadelphia zusammengetan, das exakte Herznachbildungen fĂŒr seine Operationen druckt.

AdvertisementWerbung

Body Maps: Entdecken Sie das Herz in 3D »

Er sagte Healthline, er sei froh, dass seine Arbeit so schnell einen Unterschied in der Medizin macht. "Als Bioingenieure arbeiten wir, wenn wir GlĂŒck haben, fĂŒnf Jahre lang - normalerweise sind es zehn oder zwanzig -, bevor wir uns etwas einfallen lassen, das in die Medizin einfließt und das Leben der Menschen beeinflusst. Chirurgen arbeiten mit ihren HĂ€nden im realen Raum. Sie befinden sich nicht in einer virtuellen 3D-Umgebung. "

Forscher des Kinderkrankenhauses von Philadelphia planen, mit der Erfassung von Ergebnisdaten von Patienten zu beginnen, deren Ärzte wĂ€hrend der Operation eine gedruckte Replik verwendet haben. "Das ist eine aufregende Sache, die quantifizierbare Daten liefern wird", sagte Frakes. "Gedruckte Organe sind super cool, und jeder liebt es, anekdotenmĂ€ĂŸig darĂŒber zu sprechen, aber bis jetzt wurden keine Studien durchgefĂŒhrt. "

Anzeige

Zein sagte, dass es wahrscheinlich 10 bis 15 Jahre dauern wird, bis die Ärzte ein Organ ausdrucken und es in jemanden stecken können. "Es ist nicht in sehr, sehr weiter Entfernung", sagte er. "Konzeptionell hat es sich bewĂ€hrt. Ob wir ein voll funktionsfĂ€higes Organ mit bestimmten Zielen erreichen können oder nicht, darĂŒber bin ich nicht sicher, aber es ist an dieser Stelle sicherlich ein erreichbares Ziel. "

Lebertransplantation: Gibt es alternative Behandlungen fĂŒr Lebererkrankungen? »