• Eugene Borisov

Создана модель человеческого мозга из гидрогеля

Пост обновлен июль 31

Дата и время публикации: 04.07.2020 16:50


Команда студентов НИТУ «МИСиС» разработала модель человеческого мозга из гидрогеля со структурным и механическим подобием реальному органу. Этот «фантом» мозга позволит студентам изучать патологическую анатомию тканей. Также практикующие хирурги смогут проводить на нем тренировочное оперативное вмешательство.


Модель человеческого мозга из гидрогеля

Нейрохирургические операции – это крайне сложный процесс, требующий от врача знаний всех структур головного мозга и допустимых границ вмешательства. Даже врачи с многолетним опытом проведения нейрохирургических операций могут испытывать трудности. Трудно оперировать редкие клинические случаи с труднодоступной локализацией, тяжело проводить оперативное вмешательство при обширном инсульте и особо крупных гематомах.


На сегодняшний день у хирургов и интернов есть три основных способа исследовать структуру органов человека: через 3D-симуляцию в виртуальной реальности, на человеческих телах, а также при помощи фантомов - специализированных моделей органов в натуральную величину. У каждого из способов есть свои недостатки. Например, виртуальные технологии по-прежнему очень дорогие, и не дают возможность в полной мере прочувствовать процесс операции. Использование человеческих тел негуманно. К тому же мертвые ткани сильно отличаются по характеристикам. Наиболее оптимальный вариант – использование фантомов, однако на сегодняшний день их изготавливают из силикона, который сильно отличается от органических тканей по своим механическим характеристикам.


Студенты НИТУ «МИСиС» предложили альтернативный вариант изготовления фантома человеческого мозга. Для этого они решили использовать гидрогель. Модель мозга была создана на основе данных компьютерной и магнитно-резонансной томографии пациента. Первый этап изготовления - это 3D-реконструкция с последующей печатью полимерного негатива. Затем на основе негатива изготавливается силиконовая форма, в которую заливается гидрогель (поливиниловый спирт и агароза). Полученная заготовка помещается вначале в морозильную, а затем в холодильную камеру. Общее время изготовления такого фантома - около 30 часов.


Пробный образец представляет собой уменьшенную копию (1:4). По своим механическим характеристикам такая модель почти соответствует реальному человеческому мозгу: предел прочности 87 кПа против 100 кПа.


Далее команде предстоит работа над структурной имитацией других отделов мозга (мозжечок, средний мозг, продолговатый мозг, мост), а также увеличением модели до размеров 1:1. Кроме того, планируется добавить в модель имитацию сосудов и патологических изменений: опухолей, кровяных сгустков, бляшек.


Работы ведутся в Центре композиционных материалов НИТУ «МИСиС» и Сколтехе.


Читайте далее: ученые разработали устройство, которые имитирует синапсы мозга человека.

#новостимедицинскихтехнологий

#новостиматериаловедения

Подписаться на новости SCDAILY