Учёные из Колледжа науки и инженерии Университета Миннесоты создали при помощи 3D-печати реалистичные имитаторы человеческих тканей. Эти материалы предназначены для практической подготовки хирургов и врачей, обеспечивая максимально приближённые к реальности условия для отработки операций.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances и стало важным шагом в развитии технологий медицинского моделирования.
Как это работает
До недавнего времени существующие методы позволяли создавать лишь простые и жёсткие аналоги тканей, которые не могли точно воспроизводить характеристики человеческого тела. Новая технология позволяет печатать структуры, которые имитируют мягкость, эластичность и направленную прочность реальных органов — от кожи до внутренних тканей.
Главным достижением стало добавление микрокапсул, наполненных жидкостью, которые выполняют роль искусственной крови. Эти капсулы предотвращают высыхание материала и не мешают процессу печати, придавая образцам более правдоподобный внешний вид и поведение при разрезах.
По словам первого автора работы, инженера-механика Адарша Сомаяджи, эта технология открывает путь к созданию ещё более реалистичных моделей для хирургического обучения. Учёные отмечают, что остаются задачи по масштабированию процесса, однако потенциал метода уже очевиден.
Почему это важно
Предварительные испытания показали, что хирурги оценили новые 3D-модели значительно выше, чем предыдущие версии, — особенно по таким параметрам, как тактильная отдача и реакция ткани на разрез. Это значит, что при обучении медики получают опыт, максимально близкий к настоящим операциям, что может напрямую повысить качество хирургической подготовки и снизить риски при реальных вмешательствах.
В будущем исследователи планируют расширить возможности технологии — создавать модели различных органов, разрабатывать бионические органы, а также внедрять материалы, способные реагировать на хирургические инструменты, включая электрохирургические устройства (например, для прижигания тканей).
Проект реализован в сотрудничестве с лабораториями CREST Lab и Wang Lab Университета Вашингтона. Исследование финансировалось Министерством обороны США и поддержано инициативой MnDRIVE (робототехника, сенсоры и передовое производство) и Minnesota Nano Center.