Wraz z rozwojem technologii druku 3D, coraz częściej odkrywamy jego zastosowania w medycynie. O ile wszelkie innowacje związane z ratowaniem ludzkiego życia elektryzują branżę, to nie możemy zapominać o tym, jak druk 3D wpływa na możliwości, którymi dysponują lecznice zwierząt.

Weterynarze zwracają się ku medycznym wydrukom nie tylko ze względu na dużą elastyczność tworzenia małych elementów, oszczędność kosztów oraz szybkość tworzenia. Mając dostęp do odpowiedniej technologii, lekarze weterynarii są w stanie wydrukować potrzebne do operacji elementy w kilka godzin!

Druk żywych tkanek odmieni weterynarię?

Weterynaryjny druk 3D czerpie garściami z całego wachlarza dostępnych materiałów. Popularne jest korzystanie ze sztucznych materiałów, ale często konieczne bywa stosowanie metalu, ceramiki, szkła, czy nawet tytanu.

Jednak to druk żywych tkanek najmocniej rozpala wyobraźnie lekarzy na całym świecie. Dzięki temu uszkodzoną tkankę zwierzęcą można naprawić przy użyciu żywych komórek w produkcji przyrostowej! Co prawda, to procesy wciąż traktowane jako projekty naukowe, to już teraz możemy zakładać, że niebawem odmienią one sposób leczenia zwierząt na całym świecie.

Rusztowanie z ręcznej biodrukarki

Jednym z przykładów, przybliżających nas do tego etapu, jest stworzona przez zespół prof. Alego Tamayola z University of Connecticut ręczna biodrukarka. Umożliwia ona chirurgom budowanie konstrukcji przypominającej rusztowanie bezpośrednio w uszkodzonej tkance mięśniowej. W ten sposób naśladowane są właściwości żywej tkanki, co pozwala wypełnić ubytek mięśniowy.

Materiałem wykorzystanym do stworzenia włóknistego rusztowania była żelatyna, a pierwsze testy przeprowadzono na myszach. Wyniki są więcej niż obiecujące, a rany goiły się zdecydowanie szybciej. Badacze zakładają, że wykorzystanie tej metody może nawet wyeliminować konieczność stosowania szwów! 

Sparaliżowana Chihuahua wyleczona dzięki wydrukowanej szynie

Jednak zastosowanie druku 3D w chirurgii możliwe jest już teraz i to na szeroką skalę. Nie potrzebujemy żywych tkanek, aby za pomocą wydruku przywrócić zwierzęciu pełnię sprawności.

Świetnym przykładem może być przeprowadzony przez Hamilton Specialist Referrals (HSR) proces leczenia sparaliżowanego psa. Pacjentem była ważąca około jednego kilograma Chihuahua o imieniu Ping. U szczeniaka zdiagnozowano poważną wadę rozwojową szyi. Nieprawidłowo uformowane kości powodowały niestabilność, która w skutek uciskania na rdzeń kręgowy spowodowała paraliż.

Pierwsze dwie kości szyjne były częściowo przemieszczone, a jedna nie uformowała się całkowicie i wymagała stabilizacji. Ponieważ Ping był wyjątkowo małym psem, lekarze nie mogli skorzystać z tradycyjnych implantów ortopedycznych. Były po prostu zbyt duże.

Właśnie dlatego zespół Hamiltona zdecydował się wykorzystać obrazy z tomografii komputerowej i na ich podstawie zaprojektowali prowadnice chirurgiczne. Prowadnice miały  umożliwić umieszczenie w nich śrub o średnicy 1 milimetra! Do tak precyzyjnego działania, konieczne było wykorzystanie druku 3D. Podczas operacji, wydrukowane prowadnice zostały umieszczone w szyi szczeniaka, a w celu uzyskania jeszcze lepszej stabilności, wspomniane wcześniej wkręty zostały zalane cementem kostnym.

Operacja zakończyła się powodzeniem, a szczeniak odzyskał pełnię sprawności!

Zdeformowana noga Shih Tzu i leczenie z zastosowaniem wydruku 3D

Ping nie jest jedynym szczeniakiem, który wrócił do sprawności dzięki wydrukom 3D. Podobna sytuacja miała miejsce w Bristolu, gdzie lekarze z Langford Veterinary Services zajęli się leczeniem rocznego Shih Tzu.

Dwie kości prawej przedniej łapy rozwijały się u pacjenta w różnym tempie, co powodowało bolesne skręcanie i zginanie kończyny. Dr Kevin Persons wykonał tomografię komputerową, a wyniki wysłał do centrum badawczego CBM Wales.

Specjaliści CBM Wales swoje doświadczenie w skanowaniu i drukowaniu 3D wykorzystują w produkcji komponentów lotniczych, ale także do tworzenia skomplikowanych implantów chirurgicznych dla ludzi i zwierząt. Na zlecenie Personsa wydrukowali prowadnicę oraz dostarczyli tytanowy implant z 10 otworami na śruby. Dzięki implantowi można było całość przymocować do kości psa w celu utrzymania go we właściwej pozycji. Do wydruku dr O’Malley wykorzystał drukarkę Arcam EBM 3D firmy GE Additive.

Po usunięciu powstałego klina utrudniającego prawidłowe ustawienie kości operacja zakończyła się sukcesem. Dokładnie odwzorowany implant pasował idealnie, a dzięki temu cała operacja pozwoliła powrócić zwierzęciu do pełnej sprawności po kilku tygodniach regeneracji.

Badania dotyczące druku żywych tkanek, to jedna z dziedzin, która powinna być rozwijana priorytetowo. Korzyści płynące z zastosowania tej technologii w medycynie są nie do przecenienia. Z pewnością ulepszą i przyspieszą metody leczenia wielu schorzeń. Jednak jak widzimy na powyższych przykładach, druk 3D już teraz jest obecny w medycynie, również w przypadku leczenia kilogramowego Chihuahua.

Źródło:
https://www.prudentpet.com/blog/3d-printing-vet-medicine/
https://3dprint.com/265126/paralyzed-puppy-walks-again-3d-printed-surgical-guides/
https://3dprint.com/234157/vet-turns-to-3d-printing-to-fix-dogs-bent-leg/
https://www.tvp.info/46929095/powstala-reczna-drukarka-3d-ktora-pomaga-regenerowac-miesnie