В 2025-м: пересадка органов, напечатанных на 3D-принтере
Среднее время ожидания трансплантации почки – 944 дня. Два с половиной года. А ежедневно в ожидании трансплантации донорских органов умирает 20 человек. Но даже наличие донора не гарантирует успеха: у донора и реципиента должна быть иммуносовместимость. Да и всегда существует риск стать жертвой инфекции во время трансплантации, заболеть ВИЧ, гепатитом В, которые вовремя не были диагностированы у донора. Удручающе, знаем.
Одна из “технологий будущего” – 3D-печать, похоже, дает надежду на альтернативу. И надеемся, в ближайшей перспективе.
Технология в действии
3D-печать (3D-printing) – это создание трехмерного объекта путем наложения слоев материала. Слой за слоем – и из виртуальной модели, картинки появляется объект. В качестве материалов для слоев используется пластик или металл.
Биопринтинг – это использования 3D-печати для создания тех же трехмерных объектов, но только не из металла или пластика, а из живых клеток с использованием растворимого гидрогеля для их поддержания, защиты и заполнения пустых пространств в тканях. То есть создается виртуальный дизайн органа пациента и слой за слоем “печатаются” живые органы и ткани. Для костей используется титановый порошок.
С помощью биопринтинга удалось изготовить печень, сердце, мочевой пузырь, ухо и человеческие ткани. Есть даже примеры успешной имплантации органов, созданных при помощи 3D-печати.
Череп
Ученые из Нидерландов успешно провели первую в мире операцию по полной трансплантации черепа с помощью импланта, созданного с использованием 3D-печати. У пациентки наблюдалось утолщение черепа, которое усиливало давление на мозг и нарушало координацию движений. Ситуация ухудшилась, и нельзя было обойтись без хирургического вмешательства.
Сделав 3D-снимок черепа, удалось воссоздать точную копию его формы, что важно не только с эстетической точки зрения, но и для будущего импланта в организме. Точное соответствие значительно увеличивает шансы на то, что орган нормально приживется. Череп напечатали, успешно трансплантировали и уже по прошествии 3 месяцев пациентка вернулась к своей привычной жизни.
Позвонок
В Пекине докторам удалось трансплантировать позвонок 12-летнему мальчику. Из-за злокачественной опухоли в спинном мозге некоторые кости пришлось удалить, в том числе один из позвонков. Но докторам удалось заменить его на имплант, изготовленный на 3D-принтере из титанового порошка.
Опять же точное соответствие, достигнутое благодаря виртуальному проектированию и 3D-печати, обеспечило естественную интеграцию имплантата.
Положительный эффект
1. Удастся решить проблему дефицита органов
Смерть в ожидании донора не менее страшна, чем черный рынок органов, который существует в Китае, Непале и Индии. Если удастся отыскать приемлемую альтернативу, удастся сохранить жизни не только потенциальных реципиентов, но и доноров. А у 3D-печати для этого неплохой потенциал.
2. Полная персонализация
Одним из главных преимуществ биопринтинга является полное соответствие форме органа реципиента. Как мы говорили, это существенно увеличивает шансы успешной интеграции имплантата в теле донора. К тому же это упростит сам процесс имплантации, полностью исключается стадия поиска органа по иммуносовместимости. Куда уж более совместимый.
3. Прогресс в тестировании лекарств
Ни невинные животные, ни люди больше не будут страдать. Проводить тесты препаратов, косметики и другие исследования можно будет на “напечатанных” органах. Притом что они обладают теми же показателями, что и реальные человеческие органы и ткани. И в неограниченном количестве.
Негативный эффект
Негативные последствия, безусловно, лежат в этической сфере.
Во-первых, кто будет контролировать печать органов и использование соответствующего медицинского оборудования. Правильно ли то, что все желающие будут иметь доступ к созданию новых человеческих органов? Отсюда рождается вопрос о контроле их качества – кто этим займется и займется ли?
Во-вторых, появление такой доступной функции, как “заменить” орган, сведет на нет всю сферу здравоохранения и заботы о здоровье. Ну а зачем, если потом любой орган можно заменить? Действительно.
Реальные перспективы
Нас можно поздравить: первые операции провели, имплантаты трансплантировали, все живы. Технологию уже активно используют в исследовании реакции живых тканей на лекарства, а также создании специфического медицинского оборудования. Для костей есть титановый порошок, для внешних органов по типу конечностей используется пластик.
Насчет остальных органов – почек, сердца или печени, например. Клаус Шваб, основатель и президент Всемирного экономического форума в Давосе, в своей книге «Четвертая промышленная революция» приводит результаты опроса 800 топ-менеджеров. 76% из них согласились с прогнозом: к 2025 году произойдет первая пересадка печени, созданной с использованием технологии 3D-печати.
