Keskkõrva kuulmisoskid - malleus, incus ja klambrid - on inimese keha kõige õhemad luud. Kõik kolm mahub peenrasse, kus on ruumi ka vabaks. Nende ülesanne on heli edastamine kõrvatrumlist sisekõrva vedelikku. Haigused, õnnetused ja kasvajad võivad neid luid kahjustada, põhjustades nn juhtivat kuulmislangust. See on õrn operatsioon, mille käigus luud asendatakse pisikese proteesiga. Kuid operatsiooni ebaõnnestumise määr on suhteliselt kõrge, umbes 25 kuni 50 protsenti.
Nüüd kasutavad Marylandi ülikooli meditsiinikeskuse teadlased eritellimusel kõrva luude valmistamiseks 3D-printereid. Nad loodavad, et need proteesid paranevad praeguse tehnoloogiaga võrreldes ja tõstavad operatsiooni edukust.
Radioloogist ja kahest kõrva-, nina- ja kurguarstist koosnev meeskond võttis kolmelt inimese kõhrilt ossikleid ja eemaldas keskmised luud ehk sissetungid. Seejärel kasutasid nad CT-skannerit, et teha pilte vaktsineerimistest jäänud lünkadest, ja konstrueerisid pisikesed proteesid, mis nendesse lünkadesse sobiksid. Proteesid varieerusid vaid millimeetrite murdosade kaupa, alati nii erineva nurga all.
Seejärel andsid teadlased neljale erinevale kirurgile kolm proteesi ja lasid neil arvata, kummasse kõrva läks. Iga kirurg sobitas proteesid iseseisvalt õigete kõrvadega.
"Nad ütlesid, et seda pole nii raske välja mõelda, " ütleb uuringut juhtinud radioloogiaprofessor Jeffrey Hirsch. "See oli peaaegu nagu Goldilocksi omamoodi asi - see protees oli selles kõrvas liiga pingul ja kõrvas liiga lõtv, kuid selles kõrvas on see just õige."
Uuring avaldati hiljuti ajakirjas 3D Printing in Medicine .
Järgmine samm on proteeside funktsioneerimise testimine, kasutades koobaid või loommudeleid. Nad saavad läbi proteesi vibratsiooni juhtida, et näha, kuidas see heli edastab.
Proteesi valmistamine paigas (Marylandi ülikooli meditsiinikeskus) Enne kui protees on inimtoiduks valmis, on vaja lahendada mõned olulised väljakutsed. Proteeside loomiseks kasutatud CT-pildid tehti koopa-koljudega, mis olid lõigatud nii, et need hõlmasid ainult osa ümbritsevast luust. Terve koljuga elus inimesel võib nende piltide saavutamine olla keerukam.
Siis on veel materjali küsimus. Uuringus kasutatud prototüübid olid valmistatud polümeerist, mis ei ole FDA poolt heaks kiidetud inimeste püsivaks implanteerimiseks. Nii et meeskonnal tuleb lõpuks leida bioloogiliselt sobiv materjal. Nad katsetavad ka seda, kas proteesi saab kujundada vahvlitaolise tekstuuriga, et muuta see tüvirakkude tellinguks. Siis saaks teoreetiliselt proteesid teha pärisluust, mis vähendaks hülgamisohtu.
Viimastel aastatel on mitmed teadlased kasutanud 3D-printimist, et luua väliseid kõrvu või nende osi. Suurbritannia ja California teadlased kasutasid tüvirakke kõrvade kasvatamiseks 3D-prinditud tellingutel, et ravida lapsi mikrotiaga, mis on väliskõrva kaasasündinud väärareng. Wake Metsa ülikooli teadlased on 3D-printeriga loonud väliskõrvaosad, kasutades elusrakke ja biolagunevaid polümeere.
„Erinevad uurijate rühmad on suunatud kõrvaosade printimisele, kuna kuulmislangusega patsientide jaoks on vaja täiustatud tehnoloogiaid, “ ütles Anthony Atala, Wake Forest'i regeneratiivmeditsiini instituudi direktor.
Atala sõnul on Marylandi ülikooli uurimistöö „väga paljutõotav, kuna need struktuurid mängivad olulist rolli kõrva kuulmise funktsioonis.”
3D-printimise roll regeneratiivses meditsiinis ei piirdu muidugi ainult kõrvadega. Teadlased, sealhulgas Atala ja tema meeskond, on töötanud välja 3D-printimistehnoloogia kõikvõimalikele kehaosadele, alates nahast kuni luude ja neeruni. 2012. aastal implanteerisid teadlased 3D-prinditud ajutise tuuliku lapsele, kellel oli sündinud kaasasündinud defekt, mis põhjustas tema bronhide torude kokkuvarisemise.
"Ma tõesti arvan, et 3D-printimisest saab hooldusstandard, kui on vaja proteesi, olgu see siis liiges või keskkõrv, " ütleb Hirsch. "Hoolitsuse standard ei ole tavapärane komponent, vaid komponent, mis on selle konkreetse patsiendi jaoks kohandatud."
