Бронхиальные имплантаты спасли жизнь трём детям

Разработка трёхмерной печати помогла выжить трём новорождённым – имплантаты, напечатанные на 3D-принтере, поддерживали детские бронхи в рабочем состоянии , пока они не начали работату сами.

Многие точно не забывают рассказ Михаила Булгакова «Металлическое горло»: в нём деревенский доктор рассекает горло девочке с серьёзной формой дифтерии и вставляет в трахею железную трубку. Заболевание привела к сильному сужению верхнего отдела гортани, и необходимо было сделать так, дабы девочка не задохнулась. Такая процедура именуется трахеостомия, и она носит временный темперамент – в том смысле, что никто позже не ходит всю жизнь с дырой в шее и металлической трубкой в ней, но по окончании того, как доктор это сделал, среди местных обитателей отправился слух, что девочка обзавелась металлическим горлом.

Схема трахеи, бронхиол и бронхов человека. (Фото Science Picture Co. / Corbis.) Томографический снимок, сделанный для трёхмерной модели бронхов, по которой возможно было бы напечатать поддерживающий имплантат. (Фото Morrison et al. / Science Translational Medicine.) Трёхмерная модель имплантата на бронхе. (Фото Morrison et al. / Science Translational Medicine.) Один из напечатанных на 3D-принтере имплантатов. (Фото Morrison et al. / Science Translational Medicine.) Жизни «больного номер один», Кайбе Джонфриддо, уже ничего не угрожает. (Фото U-M Health System Department of Communication.)‹ ›

А вот при врачей и биоинженеров из Мичиганского университета таковой слух частично соответствовал бы истине – с той отличием, тут уже речь заходит не о горле, а о бронхах, для которых доктора сделали неестественные хрящи из полимерного биосовместимого материала.

Дети, которым вживили имплантат, страдали от достаточно редкого заболевания называющиеся трахеобронхомаляция, в то время, когда размягчаются хрящи трахеи и/либо бронхов. Она случается приблизительно у одного ребёнка из 2 000, и никакой терапии против неё до сих пор не придумали. Потому, что хрящи не поддерживают дыхательные пути, они смогут схлопнуться от чего угодно – к примеру, от того, что ребёнок быстро пошевелился либо его начали пеленать.

Детям приходится давать ещё успокаивающие препараты, дабы они не были через чур активны, а дабы как-то избежать смерти от удушья, им приходится делать ещё и неестественную вентиляцию лёгких – ребёнка снабжают дыхательными трубками, входящими в хирургический надрез на шее, дабы через них в любую секунду возможно было включить подачу воздуха. Из-за всего этого появляются ещё и дополнительные осложнения при приёме пищи. В следствии диагноз тут фактически равносилен смертному решению суда: практически никто из детей с трахеобронхомаляцией не живёт больше года либо полутора. 

Решением проблемы имела возможность бы стать конструкция, поддерживающая стены дыхательных путей, что-то наподобие неестественного хряща либо шины. Как раз такие приспособления и были сделаны: трём больным детям на поражённые места бронхов поставили поликапролактоновые «хрящи». Но толщина, диаметр, прочие параметры и рельеф стенок дыхательных путей у всех людей различные, помимо этого, возможно ли их по большому счету воспроизвести во всех тонкостях?

И тут на помощь пришёл 3D-принтер.

на данный момент 3D-печать переживает настоящий бум, энтузиасты говорят, что с её помощью в возможности возможно будет скоро и дёшево делать всё, что угодно. Способ «отправился в народ», кое-какие умельцы кроме того успели наладить печать огнестрельного оружия прямо в своей квартире. (Прецедент был создан в Соединенных Штатах три года назад и так напугал власти, что в Филадельфии кроме того показался закон, запрещающий изготовление оружия таким методом.)

3D-принтеры смогут трудиться с самыми различными материалами: с пластмассами, с металлом, со стеклом а также с живыми клетками. К примеру, через такую печать возможно совершить эмбриональные стволовые клетки человека, причём 89 процентов клеток остаются в живых спустя трое дней по окончании процедуры, не утрачивая собственных «стволовых» свойств. Недавно группе исследователей из Кембриджа удалось сделать что-то подобное сходу с двумя типами клеток глазной сетчатки: ганглионарные и глиальные клетки, составляющие один из её слоёв, прошли через биопринтер и остались в живых.  

Но неестественный хрящ создавали не из биологического материала, не из клеток и белков, а, как мы уже сообщили, из поликапролактона. Трёхмерная печать разрешает воссоздать мельчайшие изюминки модели, а саму модель возможно сконструировать посредством томографического сканирования. Первую операцию сделали ещё в 2012 году 3-месячному Кайбе Джонфриддо, следующими стали 5-месячный Иэн Орбич и Гарретт Петерсон 16 месяцев от роду.

Роберт Моррисон (Robert Morrison) и его коллеги детально обрисовывают собственные результаты в Science Translational Medicine: понаблюдав за детьми, доктора убедились, что приспособления замечательно трудятся, неприятностей с дыханием у детей не было, а сами неестественные хрящи были сделаны так, дабы не мешать стремительному росту бронхов. Имплантаты имели возможность поменять форму вместе с живыми тканями а также растягиваться по мере необходимости, потому их кроме того назвали не 3D-, а 4D-имплантатами.

Трахеобронхомаляция страшна как раз для новорождённых – в возрасте 2-3 лет дыхательные пути становятся достаточно широкими и толстыми, дабы самим противостоять болезни. Неприятность в том, что практически никто не доживает до для того чтобы возраста: бронхи мелких детей через чур узкие и легко слипаются в отсутствие дополнительной помощи.

Неестественные трубки из пористого поликапролактона именно и необходимы чтобы некое время поддерживать бронхи в рабочем состоянии и в один момент не мешать им расти. Сам имплантат потом рассасывается бесследно – как, к примеру, у Кайбе Джонфриддо, что именно достиг возраста, в то время, когда его бронхам уже не нужна никакая посторонняя помощь.

Про 3D-печать в далеком прошлом говорят, что она может отыскать самое широкое использование медицине, что с её помощью возможно создавать и протезы, и имплантаты различной степени сложности, и целые органы. История про трёх детей с трахеобронхомаляцией до тех пор пока что первый пример того, как 3D-принтер в буквальном смысле спас людскую судьбу, и хотелось бы сохранять надежду, что в будущем громаднейшее внимание будет уделено не военно-оружейным, в частности медицинским возможностям данной превосходной технологии.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Цена излечения от болезни паркинсона пока очень высока
• Нейтронам дали зеленый свет

5 ЖИВОТНЫХ, КОТОРЫЕ СПАСЛИ ЛЮДЯМ ЖИЗНЬ

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Фабрика жизни: стволовые клетки

  Секрет судьбы Один из авторов еще одного наиболее значимого открытия XX века — биофизик и американский генетик Джеймс Уотсон — позирует на фоне модели…

• С чего начиналась жизнь на земле

  Предшественники всех нужных биомолекул имели возможность оказаться в следствии похожих химических реакций и из однообразного химического сырья. Жизнь на…

• Тайная мягкая жизнь: существа

  ее Корзина и «Асцидия» Первые следы макроскопических мягкотелых многоклеточных существ, которых с опаской возможно было отнести к докембрию, обнаружили…

• Как сделать кремниевую жизнь

  Бактериальный белок обучили соединять углерод с кремнием. Жизнь довольно часто именуют углеродной. Особенные химические особенности углерода разрешают…