Малыша немедля доставили в больницу, где докторы сказали, что у него случился разрыв левой бронхиальной трубки из-за не диагностированного врождённого недостатка. В протяжении пары недель после чего варианта приступы повторялись всё почаще и почаще, пока, в конце концов, не стали каждодневными.

Докторы решили применить самую современную биоинженерную технологию: они напечатали на 3D-принтере синтетическую трубку, которая поддерживала дыхательные пути ребёнка в открытом состоянии. Операция была проведена в январе 2012 года, и до этого времени у малыша не было никаких рецидивов.

«Трахея по собственной структуре несколько припоминает шланг у пылесоса. Людская трахея состоит из 20 хрящевых колец, соединённых мышечной тканью, которая тянется от кадыка до грудины. Внизу она разветвляется на две трубки, которые именуются бронхами, любой из которых соединяется с лёгким. Когда мы делаем вдох, то наши лёгкие наполняются воздухом и расширяются, а дыхательные пути удлиняются и расширяются», - разъясняет Гленн Грин (Glenn Green), отоларинголог из института Мичигана.

Почти всегда, когда ребёнок рождается, хрящевые кольца в его трахее открывают дыхательные пути. Но бывают и исключения. По данным Американской мед библиотеки при Государственном институте здравоохранения (US National Library of Medicine, National Institute of Health), один из каждых 2100 новорождённых имеет врождённый недостаток, при котором часть дыхательных путей оказывается очень хрупкой и в итоге разрывается, заблокируя вход для воздуха в одно из лёгких либо даже в оба. Исцеление такового заболевания просит размягчения трахеи, также неизменного контроля за здоровьем пациента, в особенности в вариантах простуды и остальных инфекционных болезней. Время от времени нужен респиратор либо хирургическое вмешательство.

«При приобретенных заболеваниях употребляется хирургическое стентирование, но таковая операция раздражает трахею. Также можно взять маленькой кусочек ребра пациента и применять его в качестве фиксатора с наружной стороны трахеи. Но всё это не даст дыхательным путям подходящей формы», - ведает Джон Бент (John Bent), доцент из Мед института имени Альберта Эйнштейна и глава отдела педиатрической отоларингологии в Мед центре Монтефиоре (Montefiore Medical Center).

Некие случаи бывают в особенности тяжёлыми, как у Каибы: даже опосля курса исцеления он всё равно дышал с огромным трудом.

Опосля того, как лечащие докторы мальчугана сообразили, что спасти пациента будет чрезвычайно трудно, они обратились к Грину и его коллегам. Эти врачи как раз работали над новеньким устройством, которое помогает «вылечить» коллапс дыхательных путей. Они спроектировали синтетическую трубку, которую можно обернуть вокруг повреждённой части бронха либо трахеи. Это дозволяет открыть проход воздуху, отдать ему возможность свободно циркулировать.

Но здесь возникает неувязка: органы каждого пациента неповторимы, и поэтому нереально сделать устройство всепригодного размера. Эту задачку решила разработка 3D-печати: макет трубки можно делать по персональному заказу, чтоб сделать фиксатор конкретно таковой формы и размера, который подойдёт определенному пациенту.

Принцип работы 3D-принтера немногим различается от обыденного струйного. Лишь заместо того, чтоб накладывать слои чернил, он печатает структуры из конструктивных материалов. Эта разработка уже достигла определённых высот и по праву может называться технологией грядущего. Ранее мы уже писали о том, что на таковой «машинке» можно напечатать пищу, орудие, кар и даже нужные запчасти для астронавтов на МКС. Медицина также не стоит на месте: в феврале 2013 года врачи напечатали безупречное ухо, а ранее и искусственную челюсть. С каждым днём разработка всё совершенствуется, и поэтому воспользоваться «распечатанными» предметами становится всё безопаснее и эффективнее.

Задачка сотворения синтетической трубки оказалась не очень сложной, ведь сама трахея имеет форму трубки, а означает, никаких сложных форм создавать было не надо. Грин и его коллеги провели испытания на поросятах, после этого удостоверились в эффективности данной методики.

Ответственным за изготовка такового «рукава» для трахеи был Скотт Холлистер (Scott Hollister), биоинженер из института Мичигана. Устройство обязано крепиться вокруг трахеи и позволять ей расширяться при поступлении воздуха, но предотвращать спазмы, которые могут привести к коллапсу.

Чтоб сделать верный эскиз, докторы сделали Каибе компьютерную томографию. На базе приобретенных данных они спроектировали трубку подходящей формы и размера, как по персональному заказу. Вообщем, «напечатать» безупречный рукав удалось не с первого раза. Инженерам повсевременно приходилось вносить коррективы, но в итоге всё вышло.

Перед тем, как вставить трубку в бронх Каибе, команде пришлось срочно заручиться согласием южноамериканского Управление по контролю свойства пищевых товаров и фармацевтических препаратов (FDA). Как сообщается в пресс-релизе, операция прошла 9 февраля 2012 года.

«Мы окончили операцию и в первый раз узрели, что его лёгкие работают нормально», - ведает Грин.

Это спасительное устройство было сотворено из поликапролактона, схожего на пластик полимерного материала, совместимого с живыми тканями. 3D-принтер нагревал поликапролактоновый порошок (к слову, у него чрезвычайно низкая температура плавления) до того времени, пока он не перевоплотился в густую пасту, из которой уже можно было лепить подходящую форму.

Самое увлекательное, что когда мальчишка будет расти, трубка будет расти вкупе с ним. Но через пару лет его трахея окрепнет и заболевание пройдет сама собой, а необходимости вынимать устройство не будет, ведь оно изготовлено из числа тех же материалов, что и саморастворяющиеся хирургические нити, которыми зашивают внутренние органы.

Это был 1-ый вариант в истории медицины, когда пациенту вживили напечатанное на 3D-принтере устройство, способствующее восстановлению тканей организма. О этом случае учёные написали в статье, размещенной в издании The New England Journal of Medicine.

Коллеги Грина из остальных институтов отзываются о данной технологии положительно. Роберт Уеверли (Robert Weatherly), отоларинголог из Канзасского института, отмечает, что разработка, которую применил Грин и его команда, несколько различается от обыкновенной биоинженериию. В случае Каибе ткань пациента была на месте, просто не работала нормально, а трубка посодействовала ей укрепиться.

Грин считает, что у технологии 3D-печати большой потенциал, но она всё же просит доработок и модификаций. Тем более, он планирует начать клинические тесты данной для нас методики уже в последнее время. Ведь сейчас у него за плечами удачная практика её внедрения.