Мини 3D-биопринтер робот може да промени бъдещето на хирургията на гласните струни. Проектирано да доставя хидрогелове директно до увредена тъкан, устройството е с размери само 2,7 милиметра, което го прави най-малкият биопринтер, за който има информация.
Този гъвкав, контролиран от хирург инструмент може да помогне на пациентите да възстановят гласа си след операция, като реконструира деликатните гласни тъкани.
Операциите на гърлото често оставят пациентите с белези по гласните гънки, които затрудняват говоренето. Между 3% и 9% от хората развиват гласови нарушения поради кисти или ракови заболявания, които изискват хирургично отстраняване.
Хирурзите обикновено инжектират хидрогелове, за да предотвратят образуването на подобни белези, но инжекциите са трудни за поставяне заради липсата на място в гърлото.
Какво представляват 3D биопринтерите
3D биопринтерите са точно като 3D принтерите, които печатат малки пластмасови играчки или части.
Вместо да използват твърди пластмаси или метали за конструиране на част или прототип, 3D биопринтерите използват биосъвместими материали, съдържащи живи клетки, за да отпечатат триизмерни структури от тъкани, които биха могли да се използват за подобряване на човешкото здраве.
3D биопринтерът използва дигитален план на дизайн от медицински изображения, като например ЯМР и след това започва работа. Този мощен, високотехнологичен инструмент прецизно поставя биомастила, съставени от живи клетки, хидрогелове, биоматериали и растежни фактори, слой по слой.
Крайният 3D модел на тъкан, който произвежда, може да имитира структурата, механиката и физиологията на човешки органи, мускули или хрущяли, пише Mayo Clinic.
Мини 3D принтер, вдъхновен от хобота на слона
Изследователите се стремят да създадат миниатюрен принтер, който може да се побере в гърлото на пациента, без да блокира гледката на хирурга. Съществуващите биопринтери за черния дроб и дебелото черво са твърде обемисти за такава деликатна среда.
„В началото си мислех, че това няма да е осъществимо – изглеждаше като невъзможно предизвикателство да се направи гъвкав робот с размер по-малък от 3 мм“, казва авторът на експеримента Люк Монжо, цитиран от interestingenginnering.com.
Екипът черпи вдъхновение от неочакван източник – хобота на слона. Печатащата глава имитира неговата гъвкава, контролирана с кабел структура. Дюза е разположена на върха на тънък „хобот“, който се свързва с контролен модул, монтиран на хирургически микроскоп.
Роботът екструдира хидрогел на базата на хиалуронова киселина във фини линии от 1,2 мм. Хирурзите могат да го контролират ръчно в реално време в работно пространство от 20 мм, постигайки прецизни и повтаряеми движения.
Тестове с отлични резултати
„Част от това, което прави това устройство толкова впечатляващо, е, че се държи предсказуемо, въпреки че по същество е градински маркуч“, добавя съавторът Одри Седал.
„И ако някога сте виждали градински маркуч, знаете, че когато започнете да пускате вода през него, той полудява.“
Изследователите тестват системата, като са „рисували“ ръчно форми като спирали, сърца и букви. След това я използват, за да доставят хидрогелове до синтетични гласни гънки, използвани в хирургичното обучение.
Роботът реконструира точно геометрията на гънките, възпроизвеждайки реални тъканни дефекти, причинени от отстраняване на лезии или частична реконструкция.
Следващи стъпки и обещаващо бъдеще
В момента хирурзите управляват устройството ръчно, но екипът планира да добави полуавтоматични функции.
Следващата стъпка е тестването на тези хидрогелове върху животни и клинични изпитвания върху хора, за да бъде тествана точността, използваемостта и клиничните резултати от биопринтера и хидрогела.
Ако е успешен, този робот с размерите на длан може да отбележи нова глава в микрохирургията – глава, в която загубените гласове се възстановяват.
Какво уврежда гласните струни?
Гласните струни, наричани още ларинкс, са изградени от гладка обвивка, мускули и меки, влажни области. Намират се в горната част на трахеята в основата на езика. Гласните струни вибрират, за да създават звук.
Ако гласните струни се подуят или възпалят, развият образувания или не могат да се движат както трябва, те не могат да функционират правилно. Всяко от тези неща може да причини гласово разстройство, поясняват още експертите на Mayo Clinic.
Някои често срещани нарушения на гласа включват:
- Ларингит
- Промени в гласа, свързани с мозъка и нервната система, известни като спастична дисфония
- Полипи, възли или кисти по гласните струни — образувания, които не са рак
- Ракови образувания
- Парализа или слабост на гласните струни
- Бели петна, известни също като левкоплакия
Лечението зависи от причината за увреждането. Лечението може да включва гласова терапия, лекарства, инжекции или хирургическа намеса.
Съдържанието е информативно и не представлява консултация, препоръка или съвет. При въпроси относно вашето здраве, медицинско състояние или лечение, задължително се консултирайте с медицински специалист.
