Forskere ved University of Minnesota Twin Cities har med succes 3D-printet livagtige menneskelige vævsstrukturer, der kan anvendes til medicinsk træning af kirurger og læger. Studiet, som for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Science Advances, viser, at den nye teknik kan efterligne de komplekse, retningsbestemte styrker og strækbarheden, der findes i ægte væv som hud eller andre organer.
Tidligere metoder har resulteret i stive og enkle væv, men den nuværende tilgang gør det muligt at kontrollere formen og størrelsen af de små mønstre i det 3D-printede materiale, hvilket giver specifikke mekaniske egenskaber. Forskerne har også udviklet en matematisk formel til at forudsige, hvordan vævet vil opføre sig. For at gøre de simulerede væv mere realistiske har de endvidere udviklet en metode til at inkludere blodlignende væsker i en enkelt proces, ved at printe små mikrokapsler, der indeholder væsken og dermed forhindrer, at den tørrer ud eller forstyrrer printningen.
Adarsh Somayaji, førsteforfatter af papiret og ph.d.-kandidat fra University of Minnesota’s afdeling for mekanisk teknik, udtaler, at denne tilgang åbner op for at skabe mere realistiske træningsmodeller til kirurgi, som i sidste ende kan forbedre medicinske resultater. Selvom der stadig er udfordringer med at skalere processen, ser de stort potentiale i denne 3D-printmetode til lavvolumen, højkompleksitets træningsscenarier.
En foreløbig undersøgelse, inkluderet i papiret, viste, at kirurger vurderede de nye 3D-printede vævrepræsentationer højere for taktil feedback og respons på skæring sammenlignet med tidligere konventionelle modeller. Forskerne håber, at denne innovation vil bidrage til at forbedre kirurgisk træning.
Teamet vil nu fokusere på at udvide den nye teknologi til at skabe forskellige former til efterligning af andre organer, udvikle bioniske organer og integrere mere avancerede materialer, der reagerer på almindelige kirurgiske værktøjer som elektrocoagulation, en kirurgisk teknik der bruger et varmeværktøj til at fjerne små vækster. Udover Somayaji deltager Matthew Lawler fra afdelingen for biomedicinsk ingeniørkunst samt Zachary Fuenning og Michael McAlpine fra afdelingen for mekanisk teknik i forskningsprojektet. Dette papir er et samarbejde med CREST Lab og Wang Lab ved University of Washington.