3D-печать анатомических моделей в лечении онкологии

Российские ученые, в Научно-технологическом университете «Сириус», разработали технологию создания реалистичных моделей раковых опухолей, а также создают инновационные клеточные 3D-модели опухолей для улучшения исследований в области онкологии и разработки новых методов лечения рака. Создание детальной модели опухоли с окружающей с клеточной средой позволит симулировать реальные условия, в которых происходит развитие и распространение злокачественных новообразований.

По мнению эксперта кафедры «История, политология и государственная политика» Среднерусского института управления – филиала РАНХиГС при Президенте Российской Федерации Геннадия Мартынова, 3D-печать анатомических моделей, которые были точными в пространственном отношении, помогает планировать хирургическое вмешательство и улучшает понимание врачами и пациентами планируемой процедуры.

Как сообщили корреспонденту Информационного агентства МАНГАЗЕЯ, 3D-печать применяется в медицине с начала 2000-х годов, когда эта технология впервые использовалась для изготовления зубных имплантатов. С тех пор применение 3D-печати в медицине значительно расширилось: врачи со всего мира описывают способы использования 3D-печати для производства ушей, деталей скелета, дыхательных путей, челюстной кости, частей глаза, клеточных культур, стволовых клеток, кровеносных сосудов и сосудистых сетей, тканей и органов, новых лекарственных форм и многого другого.

В мире новые технологии 3D-печати появляются ежемесячно. С помощью 3D-печати можно создать модель любого органа с любой известной патологией.

В 2023 году международная группа учёных из Университета Ватерлоо в Онтарио создала искусственную 3D-модель раковой опухоли.

Ученые из университета Канады создали 3D-модель опухоли, которая отражает реальную картину лучше, чем двумерная модель. Исследователи использовали передовые технологии биопечати с синтетическими структурами или микрофлюидными чипами. Данная разработка позволит более точно изучить опухоль с несколькими видами раковых клеток. 3D-модель даже имитирует окружающую среду опухоли. Ученые заявляют, что разработка позволит быстрее, дешевле и менее болезненно лечить онкологию.
Ученые из Университета Ватерлоо в Онтарио напечатали на 3D-принтере модель раковой опухоли, чтобы лучше изучить новообразования с несколькими типами злокачественных клеток. Исследование опубликовано в научном журнале Scientific Reports.

В прошлом, традиционно практикующие врачи проводили биопсию опухоли пациента, извлекали клетки, а затем выращивали их в плоских чашках Петри в лаборатории.

Современное медицинское использование 3D-печати можно разделить на несколько широких категорий: изготовление тканей и органов, создание протезов, имплантатов и анатомических моделей, печать инструментов и фармацевтические исследования.

Коммерческие методы печати (MJ и PBF) и потребительские методы печати (VP и MEX) продемонстрировали сопоставимые результаты (все методы имели среднюю пространственную разницу с компьютерной моделью менее 0,6 мм). С помощью методов печати MJ, VP и MEX были получены многоцветные анатомические модели, которые, по единогласному мнению врачей, было бы предпочтительнее использовать при общении с пациентом. В то же время 50%, 40% и 0% эндокринологов, нейрохирургов и ЛОР-хирургов соответственно предпочли бы использовать модель PBF.

Учет индивидуальных различий и особенностей анатомии конкретного человеческого тела дают возможность использовать напечатанные 3D-модели для подготовки хирургических операций. Наличие у врача осязаемой модели органа конкретного пациента, сделанной например по результатам КТ (компьютерной томографии) для изучения или для имитации операции, существенно снижает риск врачебных ошибок.

Главным преимуществом метода PBF является его способность создавать готовые изделия сложной геометрической формы.

3D-анатомические модели опухолей гипофиза были успешно созданы с помощью ПЭТ/КТ и МРТ с использованием четырёх различных методов 3D-печати. Однако эксперты-рецензенты единогласно отдали предпочтение многоцветным отпечаткам. Важно отметить, что потребительские принтеры показали сопоставимые с коммерческими методами печати MJ результаты, что открывает возможность внедрения этих методов в рутинную клиническую практику при минимальных затратах.

Искусственная опухоль позволит дешевле и быстрее лечить рак.