3D печатные модели в анатомии животных

3D печатные модели в анатомии животных

3D печатные модели в анатомии животных

Технология 3D печати коснулась практически всех сторон нашей жизни, но есть одна сфера, в которой она буквально спасает жизни. Разумеется, это медицина. Понятно, что до полноценной трансплантации 3D-печатных органов пока далеко, зато 3D-печатные модели различных органов пациентов уже успешно доказали свою пригодность для проведения сложных хирургических операций. Тем не менее, команда датских исследователей считает, что мы не до конца используем потенциал, заложенный в этих моделях. В рамках нового исследования им удалось доказать, что с помощью самого простого настольного 3D-принтера ученые могут лучше понять не только человеческую анатомию, но и анатомию животных, а также поврежденных ископаемых остатков организмов.
Разумеется, 3D печатные хирургические модели – это уже не игрушки. Когда хирурги пытаются удалить фрагменты черепа из мозга пациента или сталкиваются с опухолью, поразившей важные органы, эти модели становятся неоценимым наглядным пособием во время подготовки к операции, тем самым до минимума снижая шанс неприятных сюрпризов в самый неподходящий момент. Опираясь на результаты КТ-сканирования и рентгеновские снимки, исследователи получают куда лучшее представление об анатомии пациента и его состоянии. Так почему бы не использовать эту технологию для изучения только что открытых видов и таинственных ископаемых остатков организмов?
Сегодня, если биолог или археолог совершают новое открытие, они обычно фотографируют его и дают подробное описание. Получается довольно неплохой источник информации, однако обычно его достоверность зависит от знаний самого исследователя. Как заметила команда исследователей из Орхусского университета в недавно опубликованной статье, проще и правильнее сделать подробное 3D-сканирование, например, лягушки. Даже на дешевом 3D-принтере можно добиться качественного результата и получить полное представление о ее анатомии.
Чтобы доказать свою точку зрения, исследователи отсканировали 20 разных животных (в том числе лягушку, жирафа и крота) и напечатали их 3D-модели на принтере. «Если исследователю нужно описать сложную анатомическую структуру животного, которого никто прежде не видел, довольно сложно понять, как оно выглядит, по одной лишь плоской бумажной картинке, – объясняет доцент Генрик Лауридсен, главный автор статьи. – Но достаточно сделать 3D-модель и взять ее в руки, и все сразу становится понятно».
Изучить позвоночник лягушки гораздо проще на примере полноценной модели скелета, но вряд ли можно сказать то же самое, если вам предстоит изучить сложное устройство камер сердца той же самой лягушки, чтобы получить ценные биологические данные о ее эволюции. «Вспомните анатомически точную пластиковую модель человеческого торса в классе биологии. Некоторые детали можно было вытащить, чтобы получить лучшее представление о нашем строении, чем может дать 2D-рисунок. Анатомию лучше изучать в 3D», – считает Лауридсен. Работать с 3D-моделями гораздо легче, ведь вы можете рассмотреть со всех сторон даже самое крошечное насекомое, достаточно увеличить масштаб. 3D-файлами можно делиться с коллегами, а также вручную дорисовывать неполные модели в программах для 3D-моделирования, если какие-то данные вдруг оказались утеряны.
Чтобы сделать свою идею еще понятнее, Лауридсен и его команда продемонстрировали 3D-печатные модели сердец разных животных (на картинках сверху сердце жирафа находится слева, а сердце африканского слона – справа). Ниже представлены 3D-печатные модели сердец, которые они подготовили для изучения на основе данных, полученных у несовершеннолетнего и взрослого пациентов с тяжелыми пороками сердца. У одной из моделей даже есть крышка, чтобы исследователи могли изучить его как снаружи, так и изнутри. В видеоролике с YouTube ниже можно увидеть 3D-печатную копию бедра гадрозавра.
В области сравнительной анатомии и физиологии редко можно использовать микроскопические исследования и метод диссекции. Таким образом, 3D-печатные модели получают еще одно преимущество. С учетом того, что 3D-принтеры становятся все доступнее и дешевле, у исследователей больше нет причин избегать их применения в лабораториях. «Мы знаем, что интерес есть, и что ученым хочется работать на 3D-принтерах, чтобы сделать свои исследования более полноценными. Им просто нужно перестать бояться технических инструментов», – говорит Лауридсен.
«Если вы хотите сделать точную модель органа с венами и тканями, вам нужно получить подробный КТ-снимок, – объясняет специалист по 3D-печати Дэвид Педерсен из Датского технического университета. – Большинству ученых следует поближе познакомиться с технологией 3D-сканирования. Даже самые неподготовленные первокурсники осваивают обычный 3D-принтер всего за пару дней».
Хочется верить, что это исследование поможет людям понять, насколько доступной стала 3D-печать, и что она может многое предложить даже биологам и археологам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *