Slušne kostnice srednjega ušesa - malleus, incus in stapes - so najtanjše kosti v človeškem telesu. Vsi trije se lahko prilegajo na drobce, z dodatnim prostorom. Njihova naloga je, da oddajajo zvoke iz ušesnega bobna v tekočino notranjega ušesa. Bolezni, nesreče in tumorji lahko poškodujejo te kosti in povzročijo tako imenovano "prevodno izgubo sluha". To zdravilo je občutljiv operativni poseg, pri katerem se kosti zamenjajo z drobno protezo. Toda operacija ima relativno visoko stopnjo odpovedi, približno 25 do 50 odstotkov.
Zdaj raziskovalci z medicinskega centra Univerze v Marylandu uporabljajo 3D tiskalnike za izdelavo ušesnih kosti po meri. Upajo, da se bodo te proteze izboljšale na trenutni tehnologiji in dvignile uspešnost operacije.
Skupina, sestavljena iz radiologa in dveh zdravnikov za uho, nos in grlo, je odvzela kostnice s treh človeških trupel in odstranila srednje kosti oziroma vdolbine. Nato so uporabili CT skener za fotografiranje vrzeli, ki so jih pustili inkuzi, in oblikovali drobne proteze, da bi jih prilagodili. Proteze so se spreminjale v le nekaj milimetrskih delih z vedno nekoliko drugačnimi koti.
Raziskovalci so potem trem različnim kirurgom dali tri proteze in z njimi so uganili, kdo gre v katero uho. Vsak kirurg je proteze pravilno prilagodil pravilnim ušesom.
"Rekli so, da ni tako težko ugotoviti, " pravi Jeffrey Hirsch, profesor radiologije, ki je vodil raziskavo. "Bilo je skoraj podobno kot Goldilocks - ta proteza je bila v ušesu pretesna in v ušesu preveč ohlapna, v ušesu pa je ravno prav."
Raziskava je bila nedavno objavljena v reviji 3D Printing in Medicine .
Naslednji korak bo preizkušanje protez za delovanje z uporabo trupla ali modelov živali. Skozi protezo lahko izvajajo vibracije, da vidijo, kako oddaja zvok.
Ustrezanje proteze na mestu (University of Maryland Medical Center) Preden bo proteza pripravljena za človeško uporabo, bo treba premagati nekaj pomembnih izzivov. CT slike, uporabljene za izdelavo protez, so bile narejene s trupci lobanje, ki so bili razrezani, da bi vključevali le del okoliške kosti. Pri živem človeku z nedotaknjeno lobanjo so te slike morda težje doseči.
Potem je tu še vprašanje materiala. Prototipi, uporabljeni v raziskavi, so bili narejeni iz polimera, ki ni odobren s strani FDA za trajno implantacijo pri ljudeh. Tako bo ekipa sčasoma morala poiskati biokompatibilen material. Prav tako eksperimentirajo, ali je lahko protezo oblikovano z vafeljno teksturo, da bi naredil oder za matične celice. Potem bi v teoriji lahko proteze izdelali iz prave kosti, kar bi zmanjšalo tveganje zavrnitve.
V zadnjih letih so številni raziskovalci uporabili 3D tiskanje za ustvarjanje zunanjih ušes ali delov ušesa. Raziskovalci v Veliki Britaniji in Kaliforniji so z matičnimi celicami gojili ušesa na 3D natisnjenih odrih za zdravljenje otrok z mikrotijo, prirojeno nepravilnostjo zunanjega ušesa. Raziskovalci z univerze Wake Forest ustvarjajo zunanje ušesne dele s 3D-tiskalnikom z uporabo živih celic in biorazgradljivih polimerov.
"Različne skupine preiskovalcev ciljajo na tiskanje ušesnih delov zaradi potrebe po izboljšanih tehnologijah za paciente z izgubo sluha, " pravi Anthony Atala, direktor Inštituta za regenerativno medicino Wake Forest.
Atala pravi, da so raziskave Univerze v Marylandu "zelo obetavne, saj imajo te strukture sestavno vlogo v funkciji sluha v ušesu."
Vloga 3D tiska v regenerativni medicini seveda ni omejena na ušesa. Raziskovalci, vključno z Atalo in njegovo ekipo, si prizadevajo za razvoj tehnologije 3D-tiskanja za vse vrste telesnih delov, od kože do kosti do ledvic. Leta 2012 so raziskovalci vsadili 3D natisnjeno začasno vetrno cev otroku, ki se je rodil s prirojeno okvaro, zaradi katere so se mu bronhialne cevi zrušile.
"Resnično mislim, da bo 3D tiskanje postalo standard nege, kadar koli je potrebna proteza, naj bo to sklep ali srednje uho, " pravi Hirsch. "Standard oskrbe ne bo sestavljen izven police, temveč sestavni del, ki je prilagojen za določenega pacienta."
