Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

HealthCare EXPO Armenia 2024

 

НОВОСТИ. Хирургия

Распустить роборуки: 3D-биопечать на коже улучшит заживляемость ран

Распустить роборуки: 3D-биопечать на коже улучшит заживляемость ран

Смогут ли новые покрытия сравняться по качеству и функционалу с естественными тканями организма.

Ученые разработали новую технологию ЗD-биопечати кожных покровов для лечения ран непосредственно на пациенте. Такая операция производится с помощью усовершенствованной роборуки — шарнирного манипулятора, а в качестве «чернил» используется биовещество с содержанием живых клеток. Для реализации технологии специалисты оснастили устройство специальными насадками, датчиками и контроллерами и разработали необходимое программное обеспечение.

 

Эксперты предполагают, что метод будет эффективен при лечении ран со сложной геометрией, ожогов и хронических дефектов кожи.


Печать на коже

Ученые в НИТУ МИСИС разработали технологию лечения ран и других дефектов кожи методом 3D-биопечати. Он осуществляется непосредственно на теле пациента. В качестве «чернил» ученые используют гидрогель с живыми клетками и питательными веществами для них. А в качестве печатного устройства применяют роборуку — шарнирный манипулятор с шестью степенями свободы, который был особым образом усовершенствован.

Доработки, сделанные учеными, включают в себя комплекс устройств, позволяющих наносить биовещество на поверхность равномерно и безопасно. В том числе сканер для создания трехмерной модели раны и контроллер, который отслеживает мельчайшие изменения состояния поверхности для печати. Они, в частности, могут быть спровоцированы дыханием, мышечными судорогами и другими непроизвольными движениями пациента. Кроме того, установка оснащена устройством, которое позволяет точно дозировать объем субстанции.

Вместе с тем ученые разработали специальную программу, которая позволяет оборудованию самостоятельно выстраивать правильную траекторию движения манипулятора и осуществлять процесс нанесения нового покрытия на рану без участия оператора.

— Преимущество нового метода по сравнению с печатью на обычном стационарном биопринтере заключается в том, что нанесение биовещества производится непосредственно в поврежденную область. В дальнейшем организм человека становится своеобразным биореактором, который доращивает нанесенные на него клетки, — рассказал «Известиям» один из разработчиков технологии, инженер Научно-образовательного центра биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Александр Левин.

Он добавил, что важная особенность метода 3D-биопечати на месте состоит в том, он учитывает рельеф раны. В результате укладываемое биовещество плотно прилегает к тканям организма и хорошо срастается с ними. При этом капилляры (мельчайшие кровеносные сосуды) опутывают новый кожный покров и включают его в общую систему обмена веществ.

При этом ученый уточнил, что в «чернилах» для 3D-биопечати используют собственные клетки пациента, которые нужно заранее получить и успеть вырастить. Поэтому метод будет востребован при лечении ран, которые требуют длительной медицинской терапии. Например, термических и химических ожогов. Также он поможет при врачевании кожных хронических заболеваний, таких как кожные язвы или экземы.

Еще технологию можно применять в системах, где предварительно накоплены банки клеточных материалов возможных пациентов. Например, на судах дальнего следования, в длительных экспедициях в Арктике, в космосе, в подводном мире и других подобных случаях.


Интуитивно понятно

Ученый также отметил, что предложенная технология позволяет избавиться от установок для отдельного выращивания новых кожных покровов и оборудования для хранения напечатанного биоизделия и его транспортировки.

— Еще одно достоинство роборуки в том, что она занимает мало места. При необходимости ее можно свернуть и убрать в уголок. Поэтому такую установку можно без особых сложностей разместить в операционном блоке в качестве одного из приборов, который помогает врачу. Также можно представить ее в составе мобильного быстровозводимого госпиталя, — сообщил Александр Левин.

Он добавил, что технология разрабатывалась таким образом, чтобы выполнить операцию по 3D-печати клеток смог обычный специалист. То есть всё оборудование интуитивно понятно.

В настоящий момент, по словам Александра Левина, научная команда исследует возможности внедрения в технологию алгоритмов искусственного интеллекта. Это даст возможность быстрее и точнее определять параметры раны и правильнее предсказывать микродвижения пациента во время операции.

— Предложенный метод поддерживает естественные химические и биофизические сигналы в организме, что способствует скорости и эффективности восстановления поврежденного участка кожи. Кроме того, он исключает этапы хранения, транспортировки и обработки биологического материала, которые содержат опасность его загрязнения и инфекционного заражения. Поэтому технология видится перспективной, — рассказала «Известиям» научный сотрудник Федерального центра мозга и нейротехнологий Вероника Усатова.

Она отметила, что главная сложность 3D-биопечати на месте заключается в изготовлении структур на сложных поверхностях, подверженных движениям и возмущениям. В своей работе ученые продемонстрировали успешное решение этого ограничения.


Сложности внедрения

— Благодаря биопечати прямо в области раны «созревание» тканеинженерной конструкции будет происходить прямо в организме человека. Это позволит сократить время подготовки напечатанной конструкции в лаборатории. Обычно это занимает несколько недель, — полагает директор Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского университета Минздрава РФ Петр Тимашев.

Вместе с тем эксперт отметил проблемы, связанные с реализацией этой технологии. По его словам, в настоящий момент остаются актуальными вопросы воссоздания сложных структур кожи, таких как сальные и потовые железы, волосы, которые необходимы для полного восстановления функции покровов.

— На данный момент вырастить полноценную кожу в лаборатории не получается. Есть хорошие результаты кожным эквивалентам — это гидрогелевые пласты, которые содержат различные клетки кожи. Но это не полноценная кожа, а ее заготовка, — считает руководитель Центра превосходства персонифицированной медицины Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Альберт Ризванов.

Он пояснил, что на практике специалисты пока просто наносили такие гидрогели с клетками вручную. В работе ученых продемонстрирована возможность создания роботизированной системы, которая, безусловно, позволит это делать более точно, отметил эксперт. Вместе с тем он выразил надежду, что разработчикам удастся сделать приемлемую стоимость оборудования при внедрении технологии в широкую практику.

— Сложность внедрения в клиническую практику технологий 3D-биопечати состоит в том, что требуется сертификация всех ее составляющих по отдельности. Это и биопринтер как медицинский прибор. И материал для печати (в ряде случаев он регистрируется в качестве фармацевтической субстанции). И, кончено, клеточный материал, — пояснил «Известиям» управляющий партнер лаборатории биотехнических исследований 3D Bioprinting Solutions Юзеф Хесуани.

При этом он напомнил, что согласно закону «О биомедицинских клеточных продуктах» с апреля 2024 года государственная регистрация таких субстанций, произведенных в медицинском учреждении непосредственно для конкретного пациента, будет не нужна. Данные изменения в законодательстве, возможно, приведут к положительной динамике внедрения и использования тканеинженерных конструкций, считает эксперт.

Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова, в свою очередь, отметила, что разработки ученых опираются на отечественное оборудование и технологии. В том числе один из самых сложных элементов предложенной технологии — роборука — создан российскими биоинженерами. По ее словам, это придает уверенности в успешной реализации проекта.

Автор. Андрей Коршунов
Источник. iz.ru
Администрация сайта med-practic.com не несет ответственности

за содержание информации
Loading...
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

Хирургам МЦ «Наири» удалось сохранить селезенку при большой аневризме селезеночной артерии. nairimed.com
Хирургам МЦ «Наири» удалось сохранить селезенку при большой аневризме селезеночной артерии. nairimed.com

В медицинском центре «Наири» успешно выполнена лапароскопическая операция по удалению аневризмы селезеночной артерии больших размеров с сохранением селезенки...

Новости НОВОСТИ. Цифры и факты из Армении
Уникальный случай в хирургии. erebunimed.com
Уникальный случай в хирургии. erebunimed.com

26-летняя Анаит Саакян поступила в отделение реанимации медицинского центра "Эребуни" в крайне тяжелом состоянии, с критическими показателями- практически без сознания...

Новости НОВОСТИ. Цифры и факты из Армении
Свиная почка пересажена пациенту впервые в истории
Свиная почка пересажена пациенту впервые в истории

В результате новаторской медицинской процедуры житель штата Массачусетс стал первым человеком, которому пересадили свиную почку, что знаменует собой потенциальный...

НОВОСТИ. Открытия, происшествия НОВОСТИ. Мочевая система НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей
Российские медики впервые использовали биостекло для восстановления черепа ребенку
Российские медики впервые использовали биостекло для восстановления черепа ребенку

Нейрохирурги Европейского медицинского центра (ЕМС) впервые в России выполнили операцию по реконструкции черепа с использованием индивидуального имплантата из...

НОВОСТИ. Нервная система
«Мы уже в будущем»: нейрохирург в Петербурге провел редкую операцию
«Мы уже в будущем»: нейрохирург в Петербурге провел редкую операцию

В Петербурге нейрохирург Мануковский провел редкую операцию по удалению опухоли


В Санкт-Петербурге директор НИИ скорой помощи, врач-нейрохирург Вадим Мануковский провел...

НОВОСТИ. Открытия, происшествия
В России научились применять бифидобактерии для заживления ран
В России научились применять бифидобактерии для заживления ран

Ученые Тюменского медицинского университета (ТМУ) исследовали влияние продуктов вторичного метаболизма бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum) на свойства клеток кожи человека. По их словам, они установили...

Послеоперационное восстановление лицевого нерва. nairimed.com
Послеоперационное восстановление лицевого нерва. nairimed.com

Лицевой нерв иннервирует мимические мышцы.

Поражение лицевого нерва представляет собой неврологическую проблему...

НОВОСТИ. Нервная система
Новое антибактериальное покрытие для имплантатов уменьшит риски осложнений после операций
Новое антибактериальное покрытие для имплантатов уменьшит риски осложнений после операций

Ученые Университета МИСИС представили новое покрытие для имплантатов, которое способно предотвратить развитие инфекций после операций. В основе разработки лежит использование внешнего рентгеновского воздействия...

Очки для хирургов c эффектом рентгеновского зрения зарегистрировал резидент «Сколково»
Очки для хирургов c эффектом рентгеновского зрения зарегистрировал резидент «Сколково»

Компания «Меджитал», резидент «Сколково» (Группа ВЭБ.РФ), получила регистрационное удостоверение на навигационную систему для хирургии «Меджитал вижн», основанную на использовании технологий дополненной...

НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей
В США врачи провели первую в мире пересадку человеку целого глаза
В США врачи провели первую в мире пересадку человеку целого глаза

Американские врачи впервые в истории провели пересадку человеку целого глаза. Об этом 9 ноября пишет Reuters. Пациентом стал 46-летний военный ветеран из Арканзаса. Мужчина получил серьезные травмы...

НОВОСТИ. Офтальмология НОВОСТИ. Открытия, происшествия НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей
Первую операцию на сердце с помощью робота выполнили в Центре Алмазова
Первую операцию на сердце с помощью робота выполнили в Центре Алмазова

Сложную операцию на сердце, которую раньше выполняли только открытым доступом, сделали в Центре Алмазова при помощи роботического хирургического комплекса Da Vinci...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система НОВОСТИ. Открытия, происшествия НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей
Свойства керамических материалов для регенеративной хирургии улучшили ученые МГУ
Свойства керамических материалов для регенеративной хирургии улучшили ученые МГУ

Сотрудники кафедры химической технологии и новых материалов и кафедры неорганической химии химического факультета МГУ совместно с коллегами с кафедры междисциплинарного материаловедения Факультета...

НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей
Пересаженные человеку почки свиньи прижились и впервые нормально функционируют
Пересаженные человеку почки свиньи прижились и впервые нормально функционируют

Ученым из Университета Алабамы удалось провести успешную операцию по замене обеих почек человека генетически модифицированными органами свиньи...

НОВОСТИ. Открытия, происшествия НОВОСТИ. Мочевая система НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей
Бариатрические операции в МЦ Наири. nairimed.com
Бариатрические операции в МЦ Наири. nairimed.com

Сорокалетний мужчина с весом 160 кг обратился в клинику за операцией по уменьшению желудка с целью похудения. Он говорит, что пробовал много разных методик, соблюдал специальную диету. У мужчины из-за лишнего...

Новости НОВОСТИ. Цифры и факты из Армении

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ