Nowe badania sugerują, że repliki ludzkiego serca, które są wykonane na drukarkach 3D mogą pomóc uratować życie niemowląt.
Używane przez lekarzy repliki serca są tak zaprojektowane, aby ukazać każdy szczegół serca dziecka. Dzięki temu mogą one pomóc lekarzom w zaplanowaniu miejsc w których będą wycinane tkanki, przekierowywane naczynia i korygowane dziury w sercu u dzieci z wrodzonymi wadami serca. Nowe odkrycia zaprezentowano 19 listopada na spotkaniu American Heart Association w Chicago.
Choć zaledwie garstka takich serc została wykorzystana do tej pory, istniejące już repliki ujawniły ukrytą wadę serca – taką jak dziury w sercu jednego dziecka, a w innym przypadku były inspiracją do podjęcia naprawczej strategii, która znacznie zwiększa przewidywany okres życia dziecka.
„Na tych dwóch pierwszych przypadkach zobaczyliśmy jak ogromny wpływ może mieć ta metoda”, powiedział współautor badania dr Matthew Bramlet, kardiolog dziecięcy na Uniwersity Illinois College of Medicine i w Szpitalu Dziecięcym w Illinois.
Wczesne wyniki sugerują, żę trójwymiarowy wydruk serca dziecka może w znacznym stopniu ułatwić lekarzom rozeznanie i zaplanowanie działań jeszcze przed rozpoczęciem operacji.
Maleńkie serca
Dzieci, które mają pewne wady wrodzone serca – takie jak dziury w jednej z czterech komór serca lub źle przekierowane tętnice i naczynia – poddawane są często ryzykownym kompleksowym zabiegom. Kiedy te delikatne dzieci rodzą się, lekarze zazwyczaj przeprowadzają bardzo szybki zabieg, który poprawia przepływ krwi tylko na tyle aby pozwolić im się rozwijać. Gdy maluchy podwajają rozmiary (zwykle, gdy mają od 6 do 9 miesięcy), lekarze często wykonują bardziej skomplikowaną operację naprawczą.
Dodatkową niedogodnością jest fakt, że nawet serca większych dzieci są na tyle małe, że obraz z rezonansu magnetycznego, które są wykonywane przy podejmowaniu decyzji chirurgicznych są niejednokrotnie trudne do interpretacji.
Chociaż naukowcy wydrukowali sztuczny fragment serca, sztuczną tchawicę oraz repliki nerek i wątroby do prowadzenia przygotowań do operacji, pełnowymiarowe repliki serca w 3D musiały trochę poczekać.
Trzymając serce
Bramlet i jego koledzy zaczęli używać szczegółowego MRI aby dokładnie zaprojektować anatomicznie repliki serca, które były następnie drukowane na
Jump Trading Simulation and Education Center w Peoria.
Niemal natychmiast wydrukowane serce pomogło w podejmowaniu decyzji operacyjnych. W pierwszym przypadku, lekarze uważali, że dziecko miało jedną dziurę w ścianie jednej z komór serca. Ich zdanie było oparte na obrazach MRI. Ten rodzaj wady, zwany ubytkiem przegrody międzykomorowej, zazwyczaj jest usuwany przy użyciu stosunkowo prostych technik operacyjnych. Wydrukowane serce wyraźnie ujawniło kilka dziur w sercu jak w szwajcarskim serze, które musiały być natychmiastowo zamknięte.
Zaplanowanie całej operacji przy użyciu modelu 3D pomogło chirurgom dobrać taką strategię, która ograniczyła do niezbędnego minimum zatrzymanie akcji serca w trakcie operacji.
W drugim przypadku, dziecko miało problemy z głównymi arteriami wyłaniającymi się z prawej komory serca, a także kilka dziur w sercu. Normalnie stosowaną procedurą do usuwania takich wad, jest wycinanie przez lekarzy tkanki serca w takim stopniu aby umożliwić przepływ krwi i przekierować ją tak dramatycznie, że zasadniczo zmniejszyć serce do dwóch komór funkcjonalnych. Ale w tym przypadku, patrząc na anatomię serca dziecka odbitą w modelu 3D, zespół był w stanie znaleźć lepszą możliwość poprowadzenia obejść, tak że zachowano wszystkie cztery części serca. Według lekarzy wydłuży to długość życia dziecka od 20 do 30 lat do prawie normalnej długości.
„Trzymając serce w ręku, chirurg może dużo, dużo łatwiej ustalić, jak właściwie wykonywać tego typu zabieg,”
powiedział Bramlet dla LiveScience.com.
Od pierwszej operacji, zespołowi udało się stworzyć osiem lub dziewięć replik serc dzieci i wszystkie z tych replik posłużyły zwiększeniu stanu wiedzy o anatomii serca przed operacją.
„Na razie jednak jest za wcześnie aby powiedzieć czy repliki serc wydrukowane w 3D przyczyniły się do zwiększenia skuteczności zabiegów chirurgicznych” dodaje Bramlet. „Ponieważ skomplikowane wady serca są rzadkie naukowcy musieliby przeprowadzić badania kliniczne w kilku miejscach, aby przetestować nową metodą wspomagania lekarzy w wystarczającej ilości przypadków”.
