Betegfókusz

Science fictionből valóság: már emberi szívet is nyomtathatunk?

2017. december 01. - Ficzere Andrea

Hatalmas lehetőségek rejlenek a háromdimenziós nyomtatásban, amelynek fejlődése megállíthatatlan. Ma még leginkább az ipar és a gyártás számára hasznos és népszerű a technológia, de a 3D-s nyomtatás orvostechnikai fejlődése is egyre intenzívebb. A technika alkalmazásával művégtagokat nyomtathatunk, pihekönnyű műanyagot használhatunk gipsz helyett csonttörések rögzítésére, sőt, lehetőség van gyógyszer előállítására is. Hasonlóan ígéretesek az eredmények az egyik legizgalmasabb és legfiatalabb területtel kapcsolatban, a nemrégiben elindult a szövet és szervek nyomtatással is.

betegfokusz_3d_nyomtato_sziv_20171201.jpg

A technológia az Egyesült Államokból származik, ahol az 1980-as években jelent meg az első 3D-nyomtató. Additív gyártásnak hívjuk azt a folyamatot, amikor a nyomtatás során a gép lényegében egymásra illeszkedő rétegeket képez, és úgy hozza létre a térbeli tárgyat. Ez nagyban különbözik a hagyományos gyártási technológiától, hiszen ott egy nagyobb darabból választják le a felesleges anyagot. Az additív előállítás ezzel szemben nem termel felesleges hulladékot. Nyomtatás előtt először meg kell tervezni a tárgyat az animációs, illetve modellező szoftverekkel, ha pedig egy már meglévő dolgot szeretnénk újra létrehozni, 3D-szkennert kell használnunk. Egy modell kinyomtatása viszonylag gyorsnak tekinthető, néhány perctől néhány óráig tart, az időtartam hossza függ az alkalmazott módszertől, valamint a nyomtatandó test méretétől és bonyolultságától.

A 3D-nyomtatókat egyre több területen használják, mert precízebbek és olcsóbbak, mint a fröccsöntéses eljárások. Kiváló prototípus modellek készíthetők térbeli nyomtatással, így még a gyártás megindítása előtt tesztelhetők a tárgyak. A technológia idővel nyilvánvalóan olcsóbb lesz, ezzel valószínűsíthető, hogy egyre több háztartásban vásárolnak majd 3D-printert. Annak pedig, hogy mit szeretnénk nyomtatni, csak a fantáziánk és a nyomtatónk mérete szab határt. Nem pusztán használati tárgyak, prototípusok gyártására használják a technológiát, tavaly decemberben, a világon elsőként, egy egész házat is kinyomtattak Oroszországban. Milyen relevanciája lehet a technológiának az orvostudományban? A „kinyomtatott” művégtagok, gyógyszerek, törést rögzítő eszközök mind-mind a személyre szabott egészségügy irányába mutatnak, amely majd még inkább elősegíti a páciensek gyógyulását és életminőségük javulását.

Az első hatóság által is engedélyezett nyomtatott gyógyszer 2015-ben került piacra az Egyesült Államokban. A pirula az epilepsziásokon segít: könnyen lenyelhető és gyorsabban felszívódik, mint a hagyományos tabletták. Helena Dodziuk, a lengyel Fizikai Kémia Intézet professzora szerint elképzelhető, hogy a nem is olyan távoli jövőben a háziorvos által kiállított receptet otthonunkban nyomtathatjuk majd ki. Ezzel az eljárással mindenki személyre szabott orvosságot kapna, az összetevők az adott páciens testi paramétereihez (testsúly, felszívódási viszonyok, stb.) és egészségi állapotához lennének adagolva.

Ma már a személyre szabott műanyag művégtag előállítása költséghatékonynak számít, ráadásul, ha tönkre is megy az eszköz, nagyon egyszerű a pótlása, hiszen a már meglévő adatok alapján percek alatt újat nyomtathatunk. Az így legyártott eszköz tökéletesen alkalmazkodik viselője anatómiai adottságaihoz, ezáltal jelentősen megkönnyíti a páciens életét. Az e-Nable projekt önkéntesei világszerte, így hazánkban is segítik a rászoruló gyerekeket (esetenként felnőtteket) a végtagpótlásban a 3D-nyomtatás segítségével. A hálózat együttműködik a Pécsi Tudományegyetemmel is abból a célból, hogy motorizálni tudják a műanyag végtagokat.

Rutinszerűnek mondható az eljárás bizonyos orvosi innovációk terén. Például egy új térdprotézis fejlesztése során a különböző fázisok kinyomtathatók, kipróbálhatók, s a tapasztalatoknak megfelelően esetleg módosítható a korábbi terv.

A szervnyomtatás úttörője az egyesült államokbeli Organovo cég, amely az első orvosi 3D-s nyomtatással foglalkozó cég, amelyet egyébként a magyar származású biofizikus, Forgács Gábor alapított. Az Organovo egyik átütő sikereként 2013-ban a kutatói olyan májsejteket állítottak elő 3D-technológia segítségével, amelyek 40 napig életképesek maradtak. Egyelőre még csak gyógyszertesztelésre használják a nyomtatott májszövetet, a jövőben viszont akár komplex szervek mesterséges előállításáig fejlődhet a technológia. Eddig az orvosoknak porcot, szaruhártyát és érhálózatokat sikerült nyomtatni, illetve pajzsmirigyet is képesek voltak egerek számára létrehozni.

Nagy lehetőség rejlik a szervnyomtatásban, hiszen így a jövőben talán a donorlisták is megszűnhetnének. Ezrek várnak világszerte új szervre, amelyet sajnos sokan, a hosszú várakozási idő miatt, sosem kaphatnak meg. Az eljárás során a pácienstől vett őssejtekből készülhetne az új szerv, a sejtállományt belehelyeznék a nyomtatóba, amely a 3D-modell alapján felépíti belőle a kívánt szervet. Nyilvánvaló, hogy egyelőre sci fi jellegűnek tűnhet ez a gondolat, hiszen ma még nem tart ott a tudomány, hogy szívet, vagy más szervet nyomtathassunk. Valószínűleg kell még néhány (sok?) évet várnunk, hogy a fenti gondolat valóban megvalósuljon, de már ma is rengeteg ember életét könnyíti meg a technológia.

A 3D-nyomtatás a jövő orvoslásának elengedhetetlen eszköze lesz, és lehetővé teszi majd a páciensek egyedi anatómiai adottságainak megfelelő kezelését. Az egyesült államokbeli Gartner Kutatóintézet alelnöke, Pete Basiliere szerint az emberi szervek és testrészek nyomtatása - a számtalan lehetőség mellett - azonban több etikai és morális kérdést is felvet. Nem lehet tudni például, hogy hogyan lehet majd szabályozni a fejlődést. Kérdés, hogy olyan testrészeket is előállítanak majd, amelyek ma még nem is léteznek, vagy hogyan és milyen célból módosítják az emberi tulajdonságokat? Ki fogja meghatározni a szervnyomtatás kereteit és mértékeit, meddig mehetünk el a változásokban, mikor mondja majd, valaki, hogy eddig és ne tovább? Mondja majd egyáltalán? A válaszokat egyelőre nem tudjuk, de bízzunk a kutatók józanságában, és abban, hogy a technológia az emberiség jólétét és egészségét fogja szolgálni.

A bejegyzés trackback címe:

http://betegfokusz.blog.hu/api/trackback/id/tr3313408389

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Ad Dio 2017.12.02. 08:24:17

"A 3D-nyomtatókat egyre több területen használják, mert precízebbek és olcsóbbak, mint a fröccsöntéses eljárások."

Ebből sajnos egyik sem igaz. Egyedi munkadaraboknál, esetleg kis szériánál lehet olcsóbb, mivel a présöntő forma elkészítése drága. Egyébként a fröccsöntés sokkal olcsóbb és gyorsabb gyártási eljárás. A pontossága pedig csak nagyon drága alapanyagok/nyomtató esetén közelíti meg a fröccsöntést.

Ráadásképpen a fröccsöntés sokkal homogénebb, tervezhetőbb munkadarabot eredményez.

A 3D nyomtatás mai szintjén egyedi munkadarabok legyártásánál használható. Esetleg olyan helyeken, ahol gyorsan kell megoldás és az odajuttatás problémás.

midnightcoder2 2017.12.02. 09:29:47

@Ad Dio: Ugyanakkor pont az orvoslás az, ahol az árak amúgy is az egekben vannak, ugyanakkor elég nagy igény lehet az egyedi munkadarabokra. Amúgy tök jó hogy vannak ezek a sci-fi dolgok, csak olyasmi ez is mint a fúziós reaktor és a különböző beharangozott rákgyógyítási technikák: mindig 20 év múlva lesznek kész.

incognito ergo sum 2017.12.02. 09:46:40

A 3d printelt cuccok gyengék, törékenyek

Ad Dio 2017.12.02. 09:53:15

@midnightcoder2:

Az orvoslásban minden bizonnyal van jövője. Középtávon az egyedi protézisek és művégtagok esetében, később - talán - az őssejtes "nyomtatás" is felmerül majd mint realitás. De azért még itt is kissé túl van tolva a bicikli: a nyomtatott protézisek szilárdsága még messze nem vethető össze a forgácsolással készítettekkel - egyszerűen mert a gyártási technológia nem olyan (a rétegek közti kohézió gyengébb mint a rétegeken belüli). Ezt nagyon nehéz kiküszöbölni.

Nb: van 3D nyomtatónk, időnként használjuk is a műhelyben, de nem borulunk le előtte fél óránként csendes hálaadó imára, mert azért annnnnnnyira nem nagy a hozzánk adott értéke. Játéknak viszont nagyon jó, meg le lehet az ügyfeleket nyűgözni vele (ahogy a drónnal is :-) ).

AKUTSzaksaz 2017.12.02. 18:10:39

@Ad Dio:
Azt gondolom, hogy a szerző elsősorban a 3D nyomtatás orvostechnológia részét helyezte előtérbe. Korábban a hvg-n megjelent egy cikk, amiben a repülőgépgyártásról írtak a 3D nyomtatás lehetőségeit latolgatva. A cikk végén egy megdöbbentő számmal álltak elő, amelyből kiderült, hogy mennyivel olcsóbb lesz egy gép előállítása a +D nyomtató segítségével. ( a számszerűsítéshez, a mi mennyi, mi olcsó -hoz) cikk.:hvg.hu/tudomany/20171118_general_electric_3d_nyomtato_repulogep_alkatresz

Egészségügyi, orvosszakmai oldalról: Azt gondolom, hogy az egészség, vagy annak visszaszerzése mindent megér annak, aki pl egy új szervre vár. Mind az orvos, mind pedig a beteg oldaláról nézve, egy nagyon várt technikai újítás a 3D nyomtatás lehetősége.

Ezzel kapcsolatban, szintén a hvg-n jelent meg egy cikk, amelyből idéznék: "Az Amerikai Egészségügyi Hivatal adatai szerint tavaly az USA-ban 148 ezer ember várt szervátültetésre, és közülük mindössze 27 ezren kerültek sorra. A technológiának még sokat kell fejlődnie ahhoz, hogy az orvosok segíteni tudjanak az új szervre váró embereken, de elméleti szinten lehetséges bármilyen szervet „megépíteni”. 2015-ben a L'Oreal kozmetikai vállalatnak például már sikerült emberi bőrt előállítania 3D-s nyomtatás segítségével" "A nyomtatást még megelőzi egy apró beavatkozás, aminek során őssejtmintát vesznek a betegtől. Az őssejteknek az a speciális tulajdonságuk van, hogy osztódással bármilyen specializálódott sejtté képesek átalakulni. Kitenyészthetők belőlük például a máj, a vese, de akár a csontszövet sejtjei is. " Teljes cikk itt: hvg.hu/tudomany/201702__szervgyartas__3ds_nyomtatas__onvezeto_autok__transzplantacio_helyett_nyomtatas

A szerző cikke nagyon jó, és nagyon jól felépített. Mindenképpen pozitív, előremutató gondolkodásra utal az, ha egy szakember, egy orvos a jövőt latolgatja.

Üdvözlettel

Ad Dio 2017.12.02. 22:36:58

@AKUTSzaksaz:

Nem haragszol ugye, de továbbra sem esek hasra a dologtól :-).