Применение биодеградируемого импланта

Глен Грин — доцент по специальности «детская отоларингология», и Скотт Холлистер — профессор биомедицинской инженерии, создали биодеградируемый имплант, используя компьютерную томографию высокого разрешения и технологию 3D-биопринтинга.
О результатах своей работы они написали 22 мая в журнале New England Journal of Medicine. Уникальную операцию провели 9 февраля 2012 года в детской клинике C.S. Mott Children’s Hospital Мичиганского университета.
Маленький Каиба Джионфриддо, живущий с родителями в штате Огайо, страдает редким заболеванием под названием трахеобронхомаляция. Это врожденный порок развития, при котором стенки трахеи и крупных бронхов ослаблены. Из-за этого просвет воздухопроводящих путей может сузиться или даже закрыться.
Таким больным тяжело дышать, у них могут развиться хронические воспаления или патологические изменения в легких. Болезнь очень трудно поддается лечению, тем более что часто ее неправильно диагностируют и принимают за астму.
При рождении мальчик выглядел здоровым. Проблемы с дыханием начались в 6 недель, а в 2 месяца стали прогрессировать. Малышу пришлось интубировать трахею, но даже при этом у него развился целый букет дыхательных и сердечно-сосудистых нарушений. В дальнейшем у мальчика регулярно случались остановки дыхания, его приходилось реанимировать, и он мог умереть в любой момент. Врачи и родители Каибы обратились к специалистам Мичиганского университета и получили помощь.
Перед тем как взяться за изготовление импланта, ученые провели компьютерную томографию трахеи и бронхов маленького пациента. 3D-изображение с высоким разрешением было переведено в формат компьютерной программы.
Этот индивидуальный дизайн использовали для изготовления импланта на 3D-принтере, который слой за слоем напечатал конструкцию.
Имплант изготовили из биодеградируемого полимера поликапролактона. Готовое изделие представляло собой гофрированную трубку, похожую на шланг от пылесоса. Его конструкция позволит бронху расширяться и удлиняться по мере роста ребенка. Чтобы поставить имплант пациенту, Глену Грину и Скотту Холлистеру удалось в экстренном порядке получить одобрение от американского регулирующего органа — Food and Drug Administration (FDA).
Имплант надели, наподобие лубка для сломанной руки, на сегмент левого бронха, стенки которого постоянно спадались.
После того как хирурги прикрепили «лубок» к бронху, бронхоскопия показала, что дыхательные пути заработали нормально, стенки бронха перестали спадаться, и легкие получили нормальную вентиляцию.
Прошло больше года с того времени, как ребенку поставили имплант, и уже можно говорить, что вмешательство оказалось успешным. Как только имплант установили, легкие ребенка стали самостоятельно расширяться и сокращаться. В результате парциальное давление СО2 в крови упало почти вдвое. 21 день после операции ребенок находился на искусственной вентиляции легких, а потом перешел на самостоятельное дыхание и был выписан домой.
Через год после операции томография и эндоскопия показали, что никаких осложнений не возникло.
Технология дизайна органа по трехмерному изображению и трехмерной печати с использованием биоматериалов годится для реконструкции различных органов и тканей. Грин и Холлистер уже использовали ее, чтобы напечатать ухо и нос (хрящевые ткани) и реконструировать кость (позвоночные отростки, кости черепа и трубчатые кости конечностей). Но пока и та, и другая технологии находятся на доклинической стадии исследований.