Американские ученые впервые напечатали анатомически точную модель сердца в натуральную величину из мягкого гидрогеля. Такие модели нужны для обучения хирургов и планирования сложных операций, поэтому материал для них должен быть максимально похожим на настоящую сердечную мышцу.
В поисках идеальной текстуры авторы работы испытали девять разных материалов на основе природного полимера альгината, а чтобы предотвратить деформацию мягких моделей, напечатали их внутри сосуда с желатином.
Сейчас хирурги используют макеты сердец из пластика, которые для тренировок подходят не очень хорошо — этот материал более жесткий, чем сердечная мышца, поэтому работать с ним проще и тренировочная операция не в полной мере воспроизводит реальную.
Однако, создать модель сердца в натуральную величину из более мягкого и пластичного материала, максимально схожего с настоящей сердечной мышцей, пока никому не удавалось. Такие материалы деформируются под действием силы тяжести прямо в процессе печати, которая для таких сложных моделей занимает несколько десятков часов
Американские ученые под руководством Адама Фейнберга (Adam W. Feinberg) из Университета Карнеги — Меллона в качестве материала для печати выбрали гидрогель на основе недорогого и биосовместимого альгината кальция — кальциевой соли альгиновой кислоты, которую получают из бурых водорослей.
Чтобы подобрать идеальную текстуру материала, ученые опробовали составы с различным содержанием альгината — два, четыре и шесть массовых процентов. Для каждого состава они напечатали три пробных образца — с плотностью заполнения 10, 20 и 30 процентов и сравнили их механические характеристики. Ближе всего к свойствам сердечной ткани оказался состав с четырьмя процентами альгината и высокой плотностью заполнения, его и выбрали для печати модели сердца
Фейнберг и его коллеги собираются протестировать технологию вместе с практикующими хирургами и после этого, возможно, доработать ее. Кроме того в их планах печать тканей, в которых несколько материалов или типов клеток будут объединены в единую структуру.
Модели, созданные Фейнбергом и его коллегами копируют сердце только структурно, но не содержат человеческих клеток.
Ознакомится с оригиналом вы можете по этой ссылке. Так же в этом материале присутствует собственная технология ученых в экструзионной печати гидрогелями