تمرین جراحی با بافت چاپشده سهبعدی واقعی شد!+فیلم
پژوهشگران دانشگاه مینهسوتا با توسعه روشی جدید در چاپ سهبعدی بافتهایی شبیه به بافتهای واقعی بدن انسان خلق کردهاند که میتواند تحول بزرگی در آموزش جراحی ایجاد کند.
به گزارش interesting engineering، این بافتهای نوآورانه علاوه بر ظاهر و حس واقعی، در واکنش به فشار و برش نیز رفتار طبیعی دارند و میتوانند تجربهای بسیار نزدیک به عمل جراحی واقعی برای جراحان فراهم کنند.
کمبود بافتهای واقعی در آموزش جراحی
جراحان و پزشکان اغلب برای تمرین روی روشهای حساس و پیچیده از مدلهای مصنوعی استفاده میکنند، اما این مدلها معمولاً سخت، ساده و فاصله زیادی با بافت واقعی بدن دارند. این فاصله محدودیتهای زیادی در آمادگی پزشکان پیش از ورود به اتاق عمل ایجاد کرده است. اکنون تیم تحقیقاتی دانشگاه مینهسوتا با تکنیک چاپ سهبعدی جدید، توانستهاند ساختارهای بافت انسانی با ظاهر و حس طبیعی بسازند که میتواند جایگزینی مناسب برای مدلهای سنتی باشد.
کنترل ساختار میکروسکوپی برای رفتار واقعی بافت
بافتهای چاپشده قبلی فاقد پیچیدگی و انعطاف طبیعی اعضای بدن بودند. پژوهشگران موفق شدند شکل و اندازه الگوهای میکروسکوپی درون ماده چاپشده را کنترل کنند. این الگوها بهطور مستقیم بر استحکام و قابلیت کشسانی بافت تأثیر میگذارند و خواص مکانیکی واقعی بافت انسانی را بازسازی میکنند.
علاوه بر این، تیم تحقیقاتی یک فرمول ریاضی برای پیشبینی رفتار بافتها در برابر فشار و کشش ایجاد کرده است. برای افزایش واقعگرایی، مایعاتی شبیه خون نیز در فرآیند چاپ اضافه شده و با میکروکپسولها محافظت میشوند تا از تبخیر یا اختلال در چاپ جلوگیری شود.
آدارش سمایاجی، نویسنده اول مقاله و فارغالتحصیل دکترای مهندسی مکانیک، میگوید: این روش دروازهای برای خلق مدلهای آموزشی واقعگرایانه برای جراحی باز میکند که در نهایت میتواند نتایج پزشکی را بهبود دهد. او تأکید کرد که توسعه مقیاس بزرگ این فناوری زمان میبرد، اما پتانسیل بالایی برای سناریوهای آموزشی با حجم کم و پیچیدگی بالا دارد.
در آزمایشهای انجامشده، جراحان مدلهای جدید را از نظر بازخورد لمسی و پاسخ به برش نسبت به نمونههای سنتی بالاتر ارزیابی کردند. برای پزشکان در حال آموزش این تفاوت میتواند به تمرین دقیقتر و انتقال آسانتر به کار با بیماران واقعی منجر شود. پژوهشگران بر این باورند که با کاهش فاصله بین مدلهای تمرینی و بافت زنده، این روش میتواند ایمنی و اثربخشی جراحی را ارتقا دهد.
تیم تحقیقاتی قصد دارد توسعه کار خود را برای شبیهسازی اشکال و عملکردهای مختلف اعضای بدن ادامه دهد. آنها همچنین در حال بررسی روشهایی برای ساخت اعضای بایونیک و اضافه کردن مواد پاسخدهنده به ابزارهای پیشرفته جراحی، مانند الکتروکوتری (استفاده از حرارت برای برداشتن رشدهای کوچک) هستند.
این مطالعه با همکاری متیو لاولر از مهندسی پزشکی، زاکاری فونینگ و مایکل مکآلپاین از مهندسی مکانیک انجام شده و همچنین از همکاری با آزمایشگاه CREST و آزمایشگاه وانگ در دانشگاه واشنگتن بهره برده است.
این پروژه با حمایت وزارت دفاع آمریکا و تحت برنامه MnDRIVE دانشگاه مینهسوتا در زمینه رباتیک، حسگرها و تولید پیشرفته (RSAM) و مرکز نانو مینهسوتا تأمین مالی شده است. پژوهشگران، این روش را گامی کلیدی در مسیر تولید مدلهای جراحی که واقعاً بدن انسان را شبیهسازی کنند، میدانند.
اگر این رویکرد موفقیتآمیز باشد، میتواند استاندارد آموزش پزشکی و در نهایت مراقبت از بیماران را به طور چشمگیری ارتقا دهد. نتایج این تحقیق در نشریه معتبر Science Advances منتشر شده است.
انتهای پیام/
