1 000
Примерно
31 декабря 2030
прогноз сбудется
Техника и наука

Печатные органы покончат с длинными ожиданиями для трансплантации

Технологии 3D-печати позволят значительно сэкономить и время и деньги на трансплантации органов

Сводная информация по прогнозу редактировать информацию

04 октября 2019 - Печать человеческих органов активно развивается. Сегодня поступили известия о том, что талантливой команде специалистов по 3D-печати и биопечати из Университета Райс удалось создать новый технологический процесс изготовления искусственных многосложных кровеносных сосудов и кровеносных сосудистых сетей из биоматериалов. При этом полученный результат не только выглядит и ощущается как естественные кровеносные сети человеческого организма, но и функционируют точно так же, демонстрируя примерно такой же уровень точности и легкости в доставке воздуха, крови, лимфы и других биологических жидкостей по всем каналам и артериям – данный эксперимент был проведен на доработанной модели человеческих легких, созданных из гидрогеля. В ходе эксперимента ученые предприняли попытку увеличить масштаб и точность своего нового технологического подхода и добились действительно показательного успеха – потому как их многосложная кровеносная сеть независимого типа в самом деле начала демонстрировать высокую степень точности и эффективности по доставке крови и прочих жидкостей по каналам. При этом стоит отметить тот факт, что сама система представляет собой кровеносную сеть закрытого и индивидуального типа – иными словами, сеть состоит из множества отдельных сетей кровеносных сосудов, сложенных между собой абсолютно аналогичным естественному образу сложения типом. https://www.ukr.net/#news/details/science/74321816/

24 августа 2019 - Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны и Университетского медицинского центра Утрехта разработали быстрый оптический метод для моделирования сложных форм тканей и органов. Их можно использовать для разработки и тестирования новых лекарств, восстановления поврежденных тканей и даже замены органов. Инженеры уже создают искусственные органы и ткани, которые можно использовать для разработки и тестирования новых лекарств. Однако современные методы производства ограничивают их — ткани не могут быть свободной формы, а исследователи не могут достигать высокой жизнеспособности клеток. Ученые разработали оптическую технику, позволяющую всего за несколько секунд изготовить сложные формы тканей в биосовместимом гидрогеле, содержащем стволовые клетки. Исследователи отмечают, что технология изменит способ работы специалистов по клеточной инженерии, позволив им создать новое поколение персонализированных, функциональных органов с помощью биопечати. Методика называется объемной биопечатью. Для создания ткани исследователи проецируют лазер по вращающейся трубке, заполненной гидрогелем со стволовыми клетками. Всего через несколько секунд появляется сложная 3D-форма, подвешенная в геле. https://hightech.fm/2019/08/24/tissues

22 апреля 2019 - Вместо создания целого органа за один раз исследователи предлагают печатать его каждый слой на отдельном двумерном листе. Чтобы не допустить отмирания клеток, каждый лист необходимо заморозить в криогенной камере — чтобы опустить их туда, предлагается использовать роботизированную руку. Впоследствии каждый готовый слой с живыми клетками можно наложить друг на друга, тем самым создав трехмерную структуру готового органа. Команда признает, что такой метод печати не нов, но они стали первыми, кто применил его для печати органов. Примечательно, что ученые из ученые из Тель-Авивского университета недавно объявили, что им удалось напечатать сердце с клетками, кровеносными сосудами, желудочками и камерами. https://hi-news.ru/technology/najden-sposob-soxranyat-kletki-zhivymi-pri...

29 декабря 2017 - Японские исследователи разработали высокоточный метод соединения биочернил, расширяющий диапазон клеток, которые могут быть напечатаны на 3D-биопринтере. Такая печать имеет серьезные перспективы для регенеративной медицины, пишет Science Daily. У медицинской 3D-печати много ограничений, но главное из них — это сложность соединения капель чернил друг с другом. В настоящее время в качестве главного гелеобразующего агента используется альгинат натрия. По словам ученых, он имеет некоторые проблемы совместимости с определенными типами живых клеток. Новый подход основан на формировании гелевой структуры с помощью фермента, способного создавать поперечные связи между фенильными группами добавленного полимера в присутствии окислителя — пероксида водорода. По мнению ученых, новый подход позволит осуществить 3D-печать полностью функциональных живых тканей. Исследование было опубликовано в Macromolecular Rapid Communications.

 

27 ноября 2017 - Первая в мире операция на коленном суставе с использованием технологий 3D-печати костной ткани была проведена в городе центрального подчинения Чунцин (Юго-Западный Китай). Как сообщило в понедельник Международное радио Китая, при создании новых тканей для 84-летнего пациента был использован редкий металл - тантал. Как заявили врачи, операция прошла успешно. Мужчина уже в первый день после операции смог самостоятельно выполнить основные движения "новым" коленом, и, как ожидается, через четыре-пять дней уже будет выписан. Первая больница Медицинского университета провинции Аньхой проводит более 400 операций по замене коленных суставов ежегодно. Однако, как отмечают медики, нередко из-за послеоперационных инфекций и других осложнений в окружающей суставы костной ткани возникали различные дефекты. По этой причине изготовление индивидуальных, спроектированных с помощью компьютерного дизайна танталовых имплантов, играющих роль своеобразного буфера между искусственным суставом и живыми тканями, позволило решить эту проблему. Тантал традиционно используется в стоматологии и изготовлении хирургических имплантов и практически не отторгается живой тканью организма.

01 ноября 2017 - Ученые из университета Кюсю, что в Японии, успешно пересадили распечатанную на 3D-принтере печень. Первым подопытным стала лабораторная крыса. Система для фиксации 3D-ткани с помощью игольчатых массивов позволила изготовить ткань со сложной геометрией. Клетки для будущей пересадки выращиваются не в пробирке, а внутри человеческого организма, что дает возможность избежать аллергических реакций и негативных последствий, связанных с отторжением трансплантата иммунной системой. 

_____________________________________________________________

Разработка 3D-печати открыла большие возможности, особенно в медицине. Сегодня достоверно известно о том, что многие корпорации занимаются производством различных органов, частей человеческого тела для трансплантации. Предположительно, это позволит в значительной степени сократить расходы на производство, соответственно, значительно уменьшится стоимость применения таких органов, а также сократится время ожидания трансплантации.

Технология 3D-печати появилась в 1983 году благодаря открытию американского изобретателя Чарльза Халла. В 1999 году она впервые была применена в медицинской практике группой ученых и врачей Института регенеративной медицины университета Уэйк Форест (США), которые имплантировали пациенту орган, выращенный в лаборатории на основе клеток самого пациента. Операция стала прецедентом создания точной копии органа пациента - мочевого пузыря - с помощью компьютерной томографии и 3D-принтера.

В марте 2015 года китайская компания Xi’an Particle Cloud Materials Technology Co., Ltd. анонсировала успешные испытания на животных органических костных имплантов, изготовленных на 3D-принтере. Образцы напечатанной ткани показали высокий уровень роста новых клеток и были впервые апробированы на кроликах.

 

Аргументы в пользу прогноза.

1. Технология 3D-биопечати открывает широкие возможности

Достижения в данной области способны по-настоящему удивить буквально всех и каждого. Сегодня уже достоверно известно о том, что многие корпорации занимаются производством протезов с помощью такой технологии. Благодаря этому получается в значительной степени снизить количество затраченного времени и средств на производство, соответственно, увеличивается эффективность работы, а также увеличиваются объемы таких продуктов. Это позволяет говорить о том, что каждый нуждающийся сможет получить свои протезы в максимально короткие сроки, когда технология выйдет, что называется на поток. Например, норильский инженер Максим Ляшко создал недорогой 3D-печатный бионический протез. Три года назад Максим потерял руку в результате производственной травмы и вскоре убедился на собственном опыте, что текущий выбор протезов ограничен бесполезными косметическими моделями и функциональными, но чрезмерно дорогими вариантами. Собрав команду инженеров, дизайнеров и хирургов, Максим взялся изготовить собственную версию – функциональную, недорогую и общедоступную. Стоимость устройств не должна превышать 1000 долларов, а чертежи будут выложены в открытый доступ для всех желающих. Первые опытные образцы уже доказали работоспособность в лабораторных условиях. Исследователи из Гарвардского университета использовали технологии 3D-биопечати для создания маленького плавающего киборга – миниатюрного биоробота, имитирующего внешний вид и движение скатов. Конструкция биоробота выполнена из упругого золотого скелета и двух слоев силикона, между которыми располагаются мышечные ткани. В качестве клеточной массы были использованы светочувствительные кардиомиоциты генномодифицированных крыс. Сокращение мышечных тканей стимулируется световыми импульсами, чья направленность и интенсивность позволяют регулировать скорость и направление движения биоробота. Все это уже сейчас говорит нам о том, что технологии все больше и больше приближаются к тому моменту, когда 3D-печатные трансплантируемые органы появятся, найдут свое применение в массах.

 

2. Ведутся разработки в данной области

Например, дин из последних известных случаев – восточные ученые разработали способ замены естественной кожи с помощью такой биопечати. Также, имеется информация о том, что некоторые западные специалисты занимаются разработками в области создания искусственных сердец посредством такой биопечати и имеется множество других случаев. Сама по себе область регенеративной медицины является далеко не новой. Институт Wake Forest, например, весьма успешно имплантировал инженерские ткани мочевого пузыря человеку еще 10 лет назад. Что касается конкретно 3D-печати, то не так давно специалисты компании 3D Biorinting Solutions распечатали и трансплантировали вполне себе рабочую щитовидную железу. Конечно, трансплантация пока еще не проводилась в организм человека, но опыты, проведенные над грызунами, показали весьма интересный результат, что в принципе, может говорить о том, что такая технология в будущем будет вполне востребованной. Organovo, в свою очередь, заявила о том, что новейшая разработка человеческой печени, которой они занимались в последнее время, показала тоже хорошие результаты – она работает довольно эффективно и качественно уже на протяжении целых 28 дней.

3. Стоимость и исследования

Сегодня, к примеру, по сравнению с предыдущими годами, цена биопринтеров снижается. Так, например, существуют разновидности устройств, стоимость которых достигает порядка десяти тысяч долларов, а раньше, этот ценник был в несколько раз больше. Соответственно, постепенное снижение цены таких препаратов ведет к тому, что они будут появляться повсеместно, не сразу, но тем не менее. Сами же исследования сегодня все больше ведутся в области всего человеческого тела, а не только каких-то отдельных органов или его частей. Например, тот же Wake Forest занимается разработкой методов лечения тридцати пяти различных частей человеческого тела. Конечно, пока еще слишком рано говорить о том, что все их плоды окажутся успешными, но в любом случае, такая обширная работа позволит, как минимум другим светлым головам найти решение каких-то проблем.

Специалисты сегодня планируют использовать для увеличения эффективности еще и стволовые клетки, что, по всей видимости, может дать нам неплохие результаты. Все дело в том, что они обладают уникальной функцией – преобразовываться практически в любой другой вид клеток, а нам это, как раз и нужно. Например, эти клетки будут отправлены в лабораторию, где их уговорят стать разного рода клетками, входящими в печень человека. Далее биопринтер соберет эти клетки слой за слоем, создав новую печень. Печень будет созревать в инкубаторе, имитирующем тело, пока не станет готова к трансплантации. Таким образом получится одновременно достичь сразу же двух эффектов: создать вполне работоспособный орган для пересадки, который при этом приживется в вашем организме, так как для его выращивания были использованы ваши же клетки. Это был бы неплохой результат, но, к сожалению, даже современные технологии не всегда позволяют достичь его, а особенно потому, что разница между спросом и предложением неумолимо растет, буквально на глазах.

 

Аргументы против прогноза.

 

1. Оцифровка органов

Действительно, почему-то все говорят лишь о процессе самой печати органов с помощью специальной техники, но почему-то многие забывают о промежуточном этапе –оцифровке, без которого никакого результата не было бы в принципе. Без точной цифровой модели целевого органа биопринтеры ничего бы не смогли. Эта необходимость становится все более очевидной при попытке вырастить большой твердый орган со всей его сложной архитектурой, кровеносными сосудами, различными типами клеток и геометрическими особенностями. Специалисты планируют использовать для достижения наилучших результатов 3D-сканеры, которые предположительно помогут добиться ощутимых результатов, картографировать анатомическую почву пациента, а в дальнейшем, использовать полученную информацию для того, чтобы воссоздать с помощью биопечати вполне себе полноценный человеческий орган. Однако большинство ученых и обычных людей понятия не имеют, как создавать модели, которые им хотелось бы распечатать. Еще меньше людей умеют создавать модели, полезные для научных исследований, образования или медицинской практики и такой барьер действительно мешает на пути к достижению желанной цели, способной весьма сильно изменить весь мир в лучшую сторону. Соответственно, пока мы не увеличим эффективность разработки таких органов, ежедневно так и будут погибать порядка двадцати человек (исходя из данных статистики) лишь в ожидании своего органа для пересадки.

 

Таким образом получается, что органы, которые специалисты создают вполне могут пригодиться нам и оказали бы очень неплохую и важную «услугу». Разработки ведутся и по сей день, что также внушает какой-то оптимизм. 3D-принтеры становятся повсеместными. За последнее десятилетие 3D-принтеры неуклонно становятся все более доступными для обычных потребителей. Найти такой принтер не составляет проблем. Их часто используют для 3D-печати автомобильных запчастей, частей самолетов и целых домов, чего уж говорить об органах и частях тела. Тем не менее, некоторые сложности существуют и по сей день, а для достижения оптимального результата нам в обязательном порядке придется их преодолеть, но, когда это случится – скоро ли, либо наоборот, к сожалению, доподлинно неизвестно.

29 декабря 2017
User Image4teller(87)%
Японские исследователи разработали высокоточный метод соединения биочернил, расширяющий диапазон клеток, которые могут быть напечатаны на 3D-биопринтере. Такая печать имеет серьезные перспективы для регенеративной медицины, пишет Science Daily. У медицинской 3D-печати много ограничений, но главное из них — это сложность соединения капель чернил друг с другом. В настоящее время существует несколько методов склеивания капель биологических чернил вместе, но они не работают для всех типов клеток. Новый подход обещает решить эту проблему. «Печать любой структуры ткани — сложный процесс, — говорит ведущий автор исследования Синдзи Сакаи. — Био-чернила должны быть достаточно жидкими, чтобы течь через струйный принтер, но при этом быстро формировать гелеобразную структуру в процессе печати. Наш новый подход отвечает этим требованиям: мы используем полимер, который имеет отличный потенциал для создания тканей из широкого диапазона живых клеток». В настоящее время в качестве главного гелеобразующего агента используется альгинат натрия. По словам ученых, он имеет некоторые проблемы совместимости с определенными типами живых клеток. Новый подход основан на формировании гелевой структуры с помощью фермента, способного создавать поперечные связи между фенильными группами добавленного полимера в присутствии окислителя — пероксида водорода. По мнению ученых, новый подход позволит осуществить 3D-печать полностью функциональных живых тканей. Исследование было опубликовано в Macromolecular Rapid Communications.
27 ноября 2017
User Image4teller(87)%
Первая в мире операция на коленном суставе с использованием технологий 3D-печати костной ткани была проведена в городе центрального подчинения Чунцин (Юго-Западный Китай). Как сообщило в понедельник Международное радио Китая, при создании новых тканей для 84-летнего пациента был использован редкий металл - тантал. Как заявили врачи, операция прошла успешно. Мужчина уже в первый день после операции смог самостоятельно выполнить основные движения "новым" коленом, и, как ожидается, через четыре-пять дней уже будет выписан. Первая больница Медицинского университета провинции Аньхой проводит более 400 операций по замене коленных суставов ежегодно. Однако, как отмечают медики, нередко из-за послеоперационных инфекций и других осложнений в окружающей суставы костной ткани возникали различные дефекты. По этой причине изготовление индивидуальных, спроектированных с помощью компьютерного дизайна танталовых имплантов, играющих роль своеобразного буфера между искусственным суставом и живыми тканями, позволило решить эту проблему. Тантал традиционно используется в стоматологии и изготовлении хирургических имплантов и практически не отторгается живой тканью организма. Технология 3D-печати появилась в 1983 году благодаря открытию американского изобретателя Чарльза Халла. В 1999 году она впервые была применена в медицинской практике группой ученых и врачей Института регенеративной медицины университета Уэйк Форест (США), которые имплантировали пациенту орган, выращенный в лаборатории на основе клеток самого пациента. Операция стала прецедентом создания точной копии органа пациента - мочевого пузыря - с помощью компьютерной томографии и 3D-принтера. В марте 2015 года китайская компания Xi’an Particle Cloud Materials Technology Co., Ltd. анонсировала успешные испытания на животных органических костных имплантов, изготовленных на 3D-принтере. Образцы напечатанной ткани показали высокий уровень роста новых клеток и были впервые апробированы на кроликах.
2 ноября 2017
User Image4teller(87)%
Ученые из университета Кюсю, что в Японии, успешно пересадили распечатанную на 3D-принтере печень. Как пишет издание 3ders.org со ссылкой на журнал Scientific Reports, первым подопытным стала лабораторная крыса. Как сообщают исследователи, спустя неделю после трансплантации новая ткань полностью прижилась. На самом деле это очень большой шаг вперед для всей трансплантологии: успех операции доказывает, что вместо пересадки целого органа можно будет заменять его части, не дожидаясь донорского органа. Как говорят ученые, «система для фиксации 3D-ткани с помощью игольчатых массивов позволила изготовить ткань со сложной геометрией. Наш метод заключается в особом способе соединения сотен печеночных клеток с использованием трехмерной биопечати. Более того, новый метод имеет целый ряд преимуществ: во-первых, он не вызывает повреждения сосудов, а во-вторых, за счет прямой связи между трансплантатом и тканями органа, новая ткань образуется гораздо быстрее». Но и это еще не все. Суть новой технологии заключается в том, что клетки для будущей пересадки выращиваются не в пробирке, а внутри человеческого организма, что дает возможность избежать аллергических реакций и негативных последствий, связанных с отторжением трансплантата иммунной системой. Японские ученые утверждают, что новый метод может быть использован не только для пересадки тканей печени, но и в трансплантологии других органов.
  •  
Существующие похожие прогнозы
Не позднее
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Первые опытные экземпляры роботов, предназначенных для работы за бортом Международной космической станции, будут представлены в 2019 году и отправятся на МКС в 2021
Примерно
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Немецкая компания Porsche планирует выпустить новый гиперкар, который сменит на конвейере модель 918 Spyder.
Примерно
1 января 2035
прогноз сбудется
Техника и наука
К 2035 году джунгли превратятся из поглотителя CO2 в его источник.
Примерно
31 января 2030
прогноз сбудется
Техника и наука
Любовь к роботам сыграет с японцами злую шутку, ведь если верить результатам последних исследований, уже к 2030 году роботы лишат жителей страны множества рабочих мест
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Премьер-министр и вице-президент Объединённых Арабских Эмиратов Мохаммед ибн Рашид Аль Мактум объявил о новом проекте, цель которого - основание общины и возведение города на Марсе
Примерно
19 февраля 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Компанія BMW оформила в Німеччині патентну заявку на найменування X8 M.
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Военно-морской флот (ВМФ) России получит самый большой в мире самолет-амфибию А-42 (А-40) «Альбатрос».
Не позднее
31 декабря 2020
прогноз сбудется
Техника и наука
Специалисты по кибербезопасности, противодействию пропаганде и киберразведке будут объединены в составе восстановленной шестой дивизии британской армии.
Примерно
29 сентября 2050
прогноз сбудется
Техника и наука
Натуралист и телеведущий Дэвид Аттенборо говорит, что изменение климата сделает часть Африки необитаемой.
Примерно
31 декабря 2025
прогноз сбудется
Техника и наука
Китай создает систему несмертельного оружия, основанную на технологии микроволнового радара.

Смотрите индивидуальную Ленту новостей, настроенную по вашим интересам

Настройте вашу ленту: подпишитесь на прогнозы и мнения авторов сайта, своих друзей, экспертов, СМИ или блогеров

Поиск будущих событий    Тенденции    Календарь    Завершенные прогнозы