Guide des foies imprimés en 3D Mains des chirurgiens transplanteurs

D'abord les radiographies, puis les tomodensitogrammes, puis les IRM. Or, la technologie ne donne pas seulement aux chirurgiens la meilleure vue d'organes aussi complexes que le cœur et le foie; c'est aussi leur laisser tenir des répliques exactes des organes dans la paume de leurs mains.

Cleveland Clinic est parmi une poignée d'institutions dans la nation en utilisant la technologie d'impression en trois dimensions pour créer des modèles précis d'organes humains. Les chirurgiens du centre médical prennent avec eux une réplique exacte du foie d'un patient dans la salle d'opération.

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L'idée est de mieux comprendre l'anatomie de l'organe malade pendant la chirurgie. Un chirurgien ne peut pas toujours dire en utilisant les techniques d'imagerie traditionnelles exactement où les vaisseaux sanguins dans le foie sont. Ils peuvent être si près de la surface qu'ils risquent d'être entaillés avec un scalpel.

Le modèle de foie montre l'emplacement exact des vaisseaux, permettant au chirurgien de fonctionner avec précision.

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Dr. Nizar Zein de Cleveland Clinic a dit à Healthline qu'il utilise déjà les modèles du foie pendant la chirurgie. Il permet aux médecins de s'absenter pendant la chirurgie et de se réaménager avec l'endroit où ils se trouvent dans la procédure.

Il a dit que des patients venaient à la Cleveland Clinic après avoir été refusés par d'autres institutions. La chirurgie du foie est extrêmement risquée et peut être compliquée par d'autres facteurs, par exemple la localisation des tumeurs. Les modèles ont permis à Cleveland Clinic de prendre en charge les cas les plus difficiles, a déclaré Zein.

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Combien de temps avant que nous puissions «imprimer et transplanter»?

Mais que doit-il se passer avant que les médecins puissent imprimer de vrais foies, coeurs et autres organes pour la transplantation chez l'homme?

Plusieurs obstacles se dressent sur le chemin. Selon Jordan Miller, professeur adjoint de bioingénierie à l'Université Rice, l'un d'entre eux consiste à trouver des matériaux facilement utilisables à l'intérieur du corps. "Jusqu'à présent, la fabrication a été faite avec des matériaux durs, secs et rigides. Mais le corps est doux et humide. Ça ne traduit pas. "

La sécurité des matériaux devrait également être évaluée par un organisme de réglementation, comme la Food and Drug Administration des États-Unis, a déclaré Miller.

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Il a confié à Healthline qu'un défi encore plus grand qu'il cherche à résoudre est de savoir comment recréer un vaste réseau de vaisseaux sanguins humains dans des organes imprimés. "Le réseau de vaisseaux sanguins dans le foie ou le rein est très beau, mais d'un point de vue technique, c'est assez terrifiant", a-t-il dit.

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Les organes imprimés fonctionnels doivent être fabriqués à partir de tissus et de cellules humains. Les scientifiques doivent encore trouver comment empêcher les cellules humaines de mourir au cours du processus d'impression.

Grâce à la science moderne, les cellules de la peau ou des graisses peuvent être transformées en cellules souches qui peuvent ensuite être cultivées en cellules de n'importe quel type. Mais il faut un nombre énorme de cellules pour faire un organe humain fonctionnel, a déclaré Miller. Il essaie de trouver un moyen d'obtenir un bon flux sanguin, ou une vascularisation, vers les cellules des organes imprimés en 3D. Sinon, ils ne peuvent pas obtenir de l'oxygène et des nutriments dans un environnement aussi dense et mourront.

Mais les scientifiques s'efforcent d'imprimer des foies vivants, des coeurs et d'autres organes pour la transplantation. En raison de la rareté des organes donnés, qui ne peuvent être utilisés que pour une courte période de temps, cette avancée pourrait sauver d'innombrables vies.

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"Quand un chirurgien reçoit un foie, il ne peut rester en vie que quelques heures, et il faut trouver un receveur très rapidement", a déclaré Miller. "Et si nous pouvions imprimer quelque chose qui aurait une vasculature que vous pourriez connecter directement? C'est le principal défi dans notre domaine. "

Imprimer des coeurs pour les enfants

David Frakes, professeur assistant de bioingénierie à l'Arizona State University à Tempe, travaille dans un programme similaire à celui de Cleveland Clinic. Il s'est associé à l'hôpital pour enfants de Philadelphie, qui imprime des répliques exactes du cœur pour ses chirurgies.

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Il a confié à Healthline qu'il est heureux de voir son travail faire la différence en médecine si rapidement. «En tant que bioingénieurs, nous travaillons pendant cinq ans si nous avons de la chance - [c'est habituellement] plus ou moins 10 ou 20 - avant de trouver quelque chose qui peut être infusé dans la médecine et affecter la vie des gens. Les chirurgiens travaillent avec leurs mains, dans l'espace réel. Ils ne sont pas dans un environnement virtuel 3D. "

Des chercheurs de l'hôpital pour enfants de Philadelphie prévoient de commencer à suivre les données sur les patients dont les médecins ont utilisé une réplique imprimée pendant la chirurgie. "C'est une chose passionnante qui va offrir des données quantifiables", a déclaré Frakes, "les organes imprimés sont super cool, et tout le monde aime en parler anecdotique, mais jusqu'ici les essais n'ont pas été faits. "

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Zein dit qu'il y aura probablement 10 à 15 ans avant que les médecins puissent imprimer un organe et le mettre à l'intérieur de quelqu'un. "Ce n'est pas très, très loin," dit-il "conceptuellement, cela a été prouvé. Je ne suis pas certain si nous pouvons ou non réaliser un organe pleinement fonctionnel avec des objectifs précis, mais c'est un objectif réalisable à ce stade. "

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