×
Искусственные органы, которые выглядят и кровоточат как реальные, могут вывести хирургию на новый уровень

Практика – единственный способ совершенствовать хирургов. Но по-настоящему реалистичная практика также означает большой риск для пациентов. И чтобы этого избежать, Медицинский университет Рочестера (URMC) дает своим студентам отличную альтернативу – искусственные органы.

 

Созданные с помощью 3D-принтинга, они фактически не отличаются от настоящих: так же выглядят, ощущаются в руках и даже кровоточат как реальные. Отличие только одно – их нельзя имплантировать пациентам. Зато хирургам можно на них практиковаться сколько угодно без вреда для окружающих и разрезания трупов.

 

Овладение хирургией означает постоянную практику, причем не только для студентов, изучающих основы того, как сшить рану, но и даже для самых современных практикующих хирургов, которые осваивают новые принципы сложных операций. Роботы, модели и другие имитаторы были доступны в той или иной форме в течение более 50 лет. По большей части эти имитаторы были направлены на борьбу с такой стороной операции, как анестезия. С помощью роботизированных хирургов или детального изучения анатомии индивидуума для хирургии сердца или других запутанных процедур, например. Неплохо отказаться от применения наркоза на человеке, если можно проделать все то же самое на его заменителе. Но подобная имитируемая операция позволяла провести лишь частичное обучение. И только настоящая хирургическая операция на живом человеке учитывала все тонкости сложного процесса.

 

Искусственные органы, которые выглядят и кровоточат, как реальные, могут вывести хирургию на новый уровень

 

Теперь все иначе, потому что роль живого человека может сыграть модель. Имя ей – Сымитированная неодушевленная модель для проекта физического опыта обучения. Сокращенно – SIMPLE. То есть все в хирургии с ней становится проще. И каждый орган в данной модели выглядит и используется в точности как настоящий. А что еще нужно для того, чтобы научиться проводить качественные операции?

 

Разработали проект SIMPLE доцент кафедры урологии Ахмед Гази и нейрохирург Джонатан Стоун. В течение двух лет они собирали искусственного человека методом проб и ошибок, пока готовая модель не была загружена в 3D-принтинг, чтобы ее можно было массово распечатывать в натуральную величину.

 

Проект создавался с применением томографии или ультразвуковых изображений для создания цифровых моделей, которые и направили в 3D-принтер для формирования твердотельной модели каждого органа. «Лекало» теперь используется, чтобы сделать форму, которая затем подгоняется под различные хирургические условия мягкими пластиковыми трубами и капиллярами по мере необходимости, а затем пустоты заполняются гидрогелем. Так как гидрогель на 70 процентов состоит из воды (так же, как человеческие ткани), это воссоздает реалистичные ощущения при взаимодействии с органами.

 

Кроме того, в гидрогель добавляют различные цвета для имитации определенных тканей органов, таких как печень или мышцы, или даже тканевых поражений опухолями.

 

Орган может включать в себя желудочки, дыхательные пути и даже кровеносные сосуды, связанные с мешками красителей для имитации кровотечения при разрезании. Жесткий пластик также используется для печати искусственных костей и даже черепа.

 

Авторы в сотрудничестве с университетом Рочестера и кафедрой биомедицинской инженерии запустили синтетические органы через серию тестов, чтобы убедиться, что они имеют те же механические свойства, что у живой ткани.

 

Искусственные органы, которые выглядят и кровоточат, как реальные, могут вывести хирургию на новый уровень 3

 

URMC говорит, что в самом простом варианте эти органы могут подбираться для изучения хирургами их подробных анатомических особенностей. Также каждый орган может быть распечатан перед операцией конкретного человека, чтобы изучить его анатомические дефекты или новообразования перед тем, как резать его по-настоящему.

 

Таким образом, хирурги не только могут изучать общие характеристики органов, но и применять индивидуальный подход к каждому пациенту.

 

Другое применение органов связано, конечно же, с практикой для студентов. Вместо того чтобы просто смотреть на операции более опытных коллег, студенты могут сами проводить операции, зашивать раны и учиться полному набору хирургических приемов.

 

По словам Стоуна, этот подход полезен не только для будущих хирургов, но и для других студентов-медиков, которые могут нуждаться в практической оценке того, что включает в себя хирургическое вмешательство.

 

Собранный искусственный пациент может даже быть использован в операционных залах, оснащенных роботизированными хирургами. По мнению изобретателей, начинающие хирурги часто допускают много ошибок, переходя от реального пациента к практике операций с помощью робота, и искусственные органы помогут избежать грубых ошибок. Получив новый опыт, хирурги уже будут вести себя гораздо увереннее с реальным пациентом.

 

Так что с SIMPLE выигрывают все: студенты, опытные хирурги и, конечно же, пациенты. Искусственные органы определенно влияют на будущее хирургии.

 

На видео ниже обсуждается проект SIMPLE:

 

 

Автор: Степан Мазур

 

Оригинал фото: newatlas