A középső fül hallócsontjai - a malleus, az incus és a sztapellák - az emberi test legvékonyabb csontjai. Mindhárom érmébe illik, hogy tartalék legyen. Feladatuk az, hogy hangot továbbítsanak a füldobról a belső fül folyadékára. A betegségek, a balesetek és a daganatok károsíthatják ezeket a csontokat, és az úgynevezett „vezetőképes halláscsökkenést” okozhatják. A gyógyszer egy finom műtét, amelynek során a csontokat apró protézissel helyettesítik. De a műtét viszonylag magas kudarcot mutat, körülbelül 25-50% -ot.
Most a Marylandi Egyetemi Orvosi Központ kutatói 3D nyomtatókat használnak, hogy egyedi fülcsontokat készítsenek. Reméljük, hogy ezek a protézisek javulnak a jelenlegi technológián, és növelik a műtét sikerét.
A radiológusból és két fül-, orr- és torokgyógyászból álló csapat három emberi rétegből elvesztette az oszszikkeket és eltávolította a középső csontokat, vagy a betegségeket. Ezután CT-leolvasót használtak, hogy képeket készítsenek az incidensek által hagyott résekről, és apró protéziseket készítettek, hogy illeszkedjenek ezekbe a résekbe. A protézisek csak milliméteres frakciókkal változtak, mindig egy kissé eltérő szögekkel.
A kutatók ezután négy különféle sebésznek adták a három protézist, és megkérdezték, melyikük melyik fülbe ment. Minden sebész egymástól függetlenül illesztette a protéziseket a megfelelő fülhez.
"Azt mondták, hogy nem olyan nehéz kitalálni" - mondja Jeffrey Hirsch, a kutatást vezető radiológiai professzor. "Ez szinte olyan volt, mint egy Goldilocks-féle dolog - ez a protézis túl szoros volt ebben a fülben és túl laza ebben a fülben, de ebben a fülben pontosan így van."
A kutatást nemrégiben a 3D Printing in Medicine folyóiratban tették közzé.
A következő lépés a protézisek működésének tesztelése terek vagy állati modellek segítségével. Protéziseken keresztül rezgéseket futtathatnak, hogy megnézhessék, hogyan továbbítja a hangot.
A protézis helyreállítása (Marylandi Egyetemi Orvosi Központ) Van néhány jelentős kihívás, amelyeket le kell küzdeni, mielőtt a protézis készen állna emberi felhasználásra. A protézisek elkészítéséhez használt CT képeket olyan bőr koponyákkal készítették, amelyeket úgy vágtak le, hogy csak a környező csont egy részét fedjék le. Egy érintetlen koponyájú élő embernél ezek a képek nagyobb kihívást jelenthetnek.
Akkor ott van az anyag kérdése. A vizsgálatban használt prototípusok olyan polimerből készültek, amelyet az FDA nem hagyott jóvá az állandó beültetéshez emberben. Tehát a csapatnak végül megtalálnia kell egy biokompatibilis anyagot. Kísérletezik azzal is, hogy a protézist meg lehet-e alakítani gofriszerű textúrával, hogy az őssejtek számára állvány legyen. Ezután elméletileg a protézisek valódi csontból készülhetnek, ami csökkentené a kilökődés kockázatát.
Az utóbbi években számos kutató használt 3D-s nyomtatást külső fül vagy fülrész létrehozására. Az Egyesült Királyságban és Kaliforniában dolgozó kutatók őssejteket használtak fültermesztésre 3D-s nyomtatott állványon, hogy gyermekeket mikrotia, a külső fül veleszületett rendellenességeinek kezelésére használják. A Wake Forest Egyetem kutatói külső fülrészeket készítenek 3D nyomtatóval élő sejtek és biológiailag lebontható polimerek felhasználásával.
"Különféle kutatók csoportjai füldarabok kinyomtatását célozzák, mivel fejlett technológiákra van szükség a halláskárosodott betegek számára" - mondta Anthony Atala, a Wake Forest Regeneratív Orvostudományi Intézet igazgatója.
Atala szerint a Marylandi Egyetem kutatása „nagyon ígéretes, mivel ezek a struktúrák szerves szerepet játszanak a fülön belüli hallás funkciójában”.
A 3D nyomtatás szerepe a regeneráló orvoslásban természetesen nem korlátozódik a fülekre. A kutatók, köztük Atala és csapata, a 3D nyomtatási technológia fejlesztésén dolgoznak mindenféle testrészre, a bőrtől a csonttól a veséig. 2012-ben a kutatók 3D-s nyomtatott ideiglenes szélcsövet ültettek be egy olyan csecsemőbe, aki veleszületett hibával született, amely bronchuscsöveinek összeomlását okozta.
"Tényleg azt hiszem, hogy a 3D nyomtatás az ellátás színvonalává válik, amikor csak protézisre van szükség, legyen az ízület vagy középfül" - mondja Hirsch. "A gondozás színvonala nem a polcokon kívüli összetevő, hanem egy olyan komponens, amelyet az adott beteg számára egyedi módon terveztek."
