Разноцветные датчики, мерное гудение приборов, люди в белых халатах… Точь-в-точь – фантастический фильм, лаборатория будущего. Хотя… здесь оно, похоже, уже наступило. В Сибирском федеральном университете Красноярска разработали уникальную методику – печать человеческих костей на 3D-принтере.

- Чудо мое! – биолог Константин Кистерский невольно улыбается при взгляде на прибор. А там — в небольшом коробе со стеклянной стенкой – буквально на наших глазах появляется косточка. Совсем как настоящая.

Любой формы и размера

И так, говорят ученые, можно получить кость любой формы и размера. Сначала при помощи томографа создается модель скелета пациента. Все – строго индивидуально, с точностью до полумиллиметра. Дальше оригинальный снимок редактируют и загоняют в программу для 3D-моделирования. И все – потом на принтер!

- Первым делом мы подбираем свойства поверхности, структуру и степень пористости кости, — делится Константин. – А после на 3D-принтере моделируются уже конкретные патологические участки.

Эксклюзивность метода – в особом полимере, из которого строится кость. Материал под названием биопластотан создали наши ученые. Это что-то: он полностью разлагается и легко приживается в организме.

«Белые и пушистые»

- Я занимаюсь данной проблемой в течение 17 лет, — рассказала «Комсомольской правде — Красноярск» доктор биологических наук, профессор Екатерина Шишацкая. – Мы изучаем микроорганизмы, которые синтезируют этот (и не только) полимер.

Автор-разработчик оригинальной методики и уникального биоматериала — доктор наук, профессор Екатерина Игоревна Шишацкая.Фото: Светлана ВАЛИУЛИНА

Бактерии запасают его «на случай». На первый взгляд, ничего особенного – цвета слоновой кости, по консистенции как творожок. Его очищают и получаются такие хлопья, «белые и пушистые», с 1000%-ной пористостью. Их переплавляют в тонкую нить, затем заправляют ее в принтер.

А тот уже строит кость. Выдавливает расплавленную нить слой за слоем, те спекаются между собой и «схватываются» намертво, без всякого клея.

На выходе получается копия вашей кости со всеми ее анатомическими особенностями. И внутренней структурой, конечно. Напоминает мыльную пену, только между «пузырями» имеются просветы – в них хранится костный мозг.

Не заменяем, а выращиваем

- Правда, есть одна тонкость: кость из полимера более «дырявая», — поясняет Екатерина Игоревна.

Для чего это делается? Предположим, у человека серьезно повреждена кость – травма, остеопороз, киста… Восстановить ее уже невозможно. Но можно напечатать: томография – программа – принтер… После этого имплантат вживляют. И что происходит?

- Кость приживается и становится своеобразным каркасом, матрицей, на которой идет прорастание клеток костного мозга, — говорит профессор. – Для этого и нужна такая пористость.

Постепенно полимерная кость растворяется. А на ее месте возникает новая – здоровая, своя. Мы не заменяем кости, мы «выращиваем» их изнутри, заявляют ученые.

Телепортация? Почему нет?

Пока кости из полимера на 3D-принтере не выгоняют. Пользуются красным пластиком – отрабатывают технологию, уточняют детали. Получить первый настоящий имплантат планируют к осени.

Совсем, как настоящая! Только пока из пластика. Фото: пресс-служба СФУ.

- Мы уже не раз проводили испытания на животных, — сообщает Константин Кистерский. – Вживляли мышам вот такие пластинки из полимера. Нет, не кости – их мы еще не делали. Потом смотрели, как приживается биоматериал, как ведет себя в организме. Оказалось, он не отторгается вообще, полностью биосовместим. Более того, мыши, которым его вживляли, даже поправлялись. Поскольку материал – очень питательный, его даже можно есть!

Но шутки-шутками, а для врачей биопластотан может стать настоящей находкой, прорывом в медицине.

По словам исследователей, его можно применять для лечения открытых переломов (как внутренний гипс), заживления ожогов, производства растворимых шовных нитей. И это далеко не все. Но главное, конечно, «построение» новых костей.

Только представьте: вы делаете компьютерную томографию, храните на жестком диске свой «скелет» (это 300-400 мегабайт, не больше). А, если нужно, просто распечатываете утраченную или поврежденную конечность.

- Ну а лет через 30-50 мы приблизимся к печати человека, – говорит Константин Кистерский. – Раз! – и копию себя напечатал. Это даже может сойти за телепортацию. Я считаю, копировать людей будут. Это вопрос одного века. Надеюсь, доживем — посмотреть хочется!

принтер видео СФУ

Источник КП