В Тюмени осваивают 3D-печать человеческих органов и имитации нервов: «Это тянет на прорыв в отечественной медицине»

В столице Тюменской области молодые новаторы и исследователи впервые в регионе применили 3D-технологии в планировании сложных медицинских операций. В планах у молодых ученых-энтузиастов освоить полноценную печать человеческих органов из отечественных материалов. Наш корреспондент PARK72.RU пообщался с авторами новых технологий. Они заверяют: «мы можем делать лучше, чем в Японии или Европе, если поможет государство, мы полностью закроем потребность в этой сфере для России».

Место, где осваивают новую технологию, сложно назвать лабораторией, в том смысле, как мы привыкли себе представлять. Скорее это сверх продвинутый высокотехнологичный пионерский кружок и его обитатели – это энтузиасты. Речь идет о Центре научного творчества и робототехники «ФабЛаб» в составе ТюмГУ.

Наш первый собеседник, это автор инновационной идеи, молодой ведущий в регионе специалист в области 3D-печати и технологий Владимир Суворов. Кстати, по профессии он архитектор, а о медицине еще полгода назад имел только поверхностное отношение. И это не помешало сделать ему ряд открытий.

«Если описать процесс, то человеку со сложной патологией или сложной болезнью делают конусно-лучевую томографию. Нам эти снимки отправляют в формате «DICOM», мы их преобразуем в 3D-модель, редактируем ее и выполняем совместно со специалистом предварительное прогнозирование, для того чтобы сформировать имплантат, который изготавливают пока по нашей в Уфе»,- рассказывает он суть процесса.

В Тюмени же пока печатают точные модели патологии на 3D-принтере и это уже дало свои плоды.

«На данной модели хирург или другой специалист уже может сориентироваться как ему лучше подойти к проблемной области, определяет точки доступа, инструменты и заказывает предварительно перед операцией имплантат, что позволяет сократить время операции за счет хорошей подготовки и повысить коэффициент успешности операции», – продолжает Суворов.

Примечательно, что по новой технологии было подготовлено три операции с очень сложными патологиями: одна была проведена успешно – возможности технологии оценили и хирург, и пациент. Одна операция ввиду состояния здоровья человека была отменена, и третья операция готовится в ближайшее время.

Но это еще не все.

«Второе направление, и задача, которую перед нами поставили, это подготовка специалистов к сложной операции. И если брать первый случай, то к нам обратились из больницы «Нефтяник», врач Дмитрий Щербаков. Во втором случае к нам обратился Федеральный центр нейрохирургии. Сейчас для обучения специалистов в основном используют видеоматериалы, либо макеты, которые изготавливаются при помощи отливки. Это очень дорогостоящий и трудоемкий процесс, и обратились к нам с этой задачей построить 3D-модель», – делится планами специалист и особо отмечает, что такая задача еще никем не была решена до этого – то есть сделать нервы чувствительными, поскольку очень важно при операции не касаться нерва, ведь это, как минимум может закончиться инвалидностью для пациента.

«Нам нужно было сделать чувствительный нерв, что мы и сделали. У нас было пять пробных моделей, где мы подбирали сам материал кости, чтобы он копировал свойства настоящей кости, в итоге мы взяли материал песчаник. Через канал нерва мы провели провод.  В идеале в наших планах создание при помощи 3D-печати абсолютной чувствительной копии нерва, но пока у нас не получилось это реализовать по причине отсутствия подходящих материалов у отечественного производителя. Сейчас мы напечатали нерв специальным токопроводящим пластиком, но сопротивление тока вышло сильно большим. Ближайший аналог этого пластика можно заказать только в Америке и его стоимость получается слишком высокой. В этом плане мы подготовили технологию, которая имитирует чувствительный нерв, и мы можем сказать в какое время и в каком месте произошло соприкосновение с хирургическим инструментом», – открывает секреты собеседник.

При этом, по его словам, модель будет «умная» и подключена к компьютеру со специальной программой, которая будет строить пространственно-временную карту операции и позволит специалисту по итогам оценить на сколько все прошло успешно, скорректировать траекторию операции и отследить все моменты. Программа при помощи алгоритмов дает рекомендации как можно уменьшить время операции, как можно применить другие инструменты и по итогам данной учебной операции можно уже для конкретного пациента сделать имплантат перед операцией.

Владимир Суворов уверен, что для производства своих материалов в Тюменской области уже все давно готово и нужно лишь сотрудничество с компанией «Сибур» и его новое предприятие «Тобольск-Полимер» и других крупных фирм и корпораций, которые занимаются нефтью и газом. И вот почему.

«Они могут такие материалы, по крайней мере компоненты для них, изготавливать, а сам пластик могли бы, и мы изготовить, если будет соответствующее оборудование. Это не так затратно и по финансам, и по ресурсам сделать. По сути тот же «Сибур» гранулы АБС изготавливают, а нам нужен пластик ПЛА, на который наверняка они тоже выпускают. Чтобы их адаптировать под наши задачи нужен хороший контакт с ними, чтобы была возможность скорректировать свойства пластика. Тогда и мы сможем производить необходимые пластики для данной области медицины, где нужны очень точные свойства и характеристики», – подчеркивает молодой ученый.

Кстати, сегодня подобные модели для операций делают лишь в Германии и Япония, но стоит они очень дорого. Тюмень потенциально готова сделать шаг в импортозамещении в этой сфере.

«Наши преимущества в том, что мы смогли реализовать чувствительный нерв, и в том, что мы создаем программу, которая сможет это все прогнозировать, давать более точные параметры, и можно будет организовывать учебные места на нашей базе для специалистов «под ключ» для их подготовки к сложным операциям, – добавляет Суворов. – Также мы планируем провести школу для меднаправления где соберем по максимум специалистов и медиков в разных областях и будем стараться делать проекты прогрессивные и высокотехнологичные в области медицины, потому что готовят у нас хороших медиков, но знаний применения высоких технологий, увы, мало. Сейчас мы поставили перед собой задачу закрыть эти прорехи. Я надеюсь мы соберем не менее 10 проектов в разных областях: лор, урология, стоматология, нейрохирургия и покажем возможности современных технологий, чтобы научить наших медиков и ребят базовым инструментам».

 

Ведущий тюменский оперирующий оториноларинголог Дмитрий Щербаков уже оценил новые технологии и провел свои аналогии.

«Представьте себе любую медицинскую технологию. Раньше аппендицит оперировали большим разрезом – полностью разрезали живот, вытаскивали внутренности, искали этот отросток, и операция занимала два часа, то сейчас за счет того, что у нас есть УЗИ и мы очень хорошо знаем анатомию, делается даже эндоскопическая операция – маленький разрезик и через два дня пациент может вернуться к работе. Тоже самое и здесь – можно оперировать по-старому делается дырка, и во время операции хирург стоит под эту дырку подбирает по форме, подрезает, моделирует блок, чтобы это все закрыть. А когда у нас есть 3D-модель, мы уже знаем какого размера кисет и модель дает уже готовую конструкцию. Мы, грубо говоря, сделали разрез, построили конструкцию и зашли. Время операции в два раза сокращается с дdух-трех часов до одного часа, и пациент после таких операций будет гораздо быстрее восстанавливаться», – поделился с PARK72.RU впечатлениями врач Дмитрий Щербаков.

Кстати, месяц назад лабораторию «ФабЛаб» показали новому министру образования РФ Ольге Васильевой, но по наблюдениям студентов и очевидцев, прорывные технологии почему-то ее не сильно впечатлили. «Ни холодно, ни жарко, – так описывают по секрету реакцию главы ведомства на увиденное в лаборатории очевидцы визита. – Наверное просто ей не интересна эта тема».

Другой молодой изобретатель Сергей Корнеев занимается разработкой высокотехнологичных протезов. В Тюмени в этой области он «пионер». Как он признается он сам, в детстве он рос в деревне и ему не хватало кружков по типу «юный техник», сейчас наверстывает упущенное.

Он объясняет, что сегодня по такому принципу, как в «ФабЛаб» работают все команды мира, но, впрочем, Россия сильно отстала во многих областях.

«Западное производство – это постсоветская история. Есть программы типа «САПР», которые Россия никогда не догонит и собственного продукта сделать не сможет, потому что весь мир этим занимался, в том числе российские специалисты. У нас мышление национальное было, а у них корпоративное. Корпорации собирали передовые технологии и сделали из этого продукт. Поэтому нам хорошо бы научиться хотя бы им пользоваться. Если у людей это получится, то они смогут создавать свои новые продукты. Это инструмент, каким является компьютер. Есть понимание того, что создать компьютер российского производства, который смог бы конкурировать с «Интелом» – достаточно проблематично, и никто даже не пытается это сделать, может только военные для своих нужд, – поясняет он трудности на пути импортозамещения. –  В «фаблабах» у людей появляется навык, новое мышление, что вообще что-то подобное можно делать. В первую очередь блок стоит на том, что многие вещи принято покупать. Человек может представить, что можно связать варежку или сшить сумку, но не может представить, что можно сделать мобильный телефон или что-нибудь подобное. А развитие этих проектов это позволяет».

Екатерина ЖУРАВЛЕВА,

фото автора и «ФабЛаб» ТюмГУ