Slušne kosti srednjeg uha - malleus, incus i stapes - najsitnije su kosti u ljudskom tijelu. Sva trojica mogu se ugraditi u prostor za kupnju, a ima prostora za uštedu. Njihov je posao prenošenje zvukova iz bubnja u uhu do tekućine unutarnjeg uha. Bolesti, nesreće i tumori mogu oštetiti ove kosti, uzrokujući ono što je poznato kao "konduktivni gubitak sluha". Lijek je osjetljiva operacija, u kojoj se kosti zamijene sićušnom protezom. Ali operacija ima relativno visoku stopu neuspjeha, oko 25 do 50 posto.
Sada, istraživači s Medicinskog centra Sveučilišta u Marylandu koriste 3D pisače za izradu ušnih kostiju prilagođenih potrebama. Nadaju se da će se ove proteze poboljšati na trenutnoj tehnologiji i povećati stopu uspješnosti operacije.
Tim koji su činili radiolog i dva liječnika za bolesti uha, nosa i grla uzeli su kosti od triju ljudskih trupa i uklonili srednje kosti, odnosno inkuse. Zatim su upotrijebili CT skener za snimanje praznina koje su ostaci ostavili i osmislili sićušne proteze kako bi se uklopili s tim prazninama. Proteze su varirale u samo nekoliko milimetara, s tako malo drugačijim kutovima.
Istraživači su tada četiri različita kirurga dali tri proteze i nagađali su im koji od njih ide u koje uho. Svaki je kirurg neovisno uskladio proteze s pravilnim ušima.
"Rekli su da to nije tako teško razabrati", kaže Jeffrey Hirsch, profesor radiologije koji je vodio istraživanje. "Bilo je to gotovo poput Goldilocks-ove stvari - ova proteza bila mu je previše uska u uhu i previše labava u uhu, ali u uhu je baš tačna."
Istraživanje je nedavno objavljeno u časopisu 3D Printing in Medicine .
Sljedeći korak će biti testiranje proteza na funkciji pomoću trupa ili modela životinja. Mogu pokrenuti vibracije kroz protezu da vide kako odašilje zvuk.
Postavljanje proteza na mjesto (Sveučilište Maryland Medical Center) Bit će nekih značajnih izazova koje treba savladati prije nego što proteza bude spremna za ljudsku upotrebu. CT slike korištene za izradu proteza izrađene su od trupaca, koje su posječene i obuhvaćale samo dio okolne kosti. U živom čovjeku s netaknutom lubanjom ove su slike možda izazovnije postići.
Onda je pitanje materijala. Prototipi korišteni u studiji napravljeni su od polimera za koji nije odobrena FDA za trajnu implantaciju kod ljudi. Tako će tim na kraju trebati pronaći biokompatibilni materijal. Također eksperimentiraju može li proteza biti dizajnirana u obliku voštane teksture kako bi napravila skele za matične stanice. Tada bi se, u teoriji, proteze mogle napraviti od prave kosti, što bi smanjilo rizik odbacivanja.
Posljednjih godina brojni su istraživači koristili 3D ispis za izradu vanjskih ušiju ili dijelova uha. Istraživači iz Velike Britanije i Kalifornije koristili su matične stanice za uzgoj ušiju na 3D otisnutim skelama za liječenje djece s mikrotijama, urođenim malformacijama vanjskog uha. Istraživači sa Sveučilišta Wake Forest stvarali su vanjske dijelove uha pomoću 3D pisača koristeći žive stanice i biorazgradive polimere.
"Različite skupine istražitelja ciljaju tiskanje dijelova uha zbog potrebe poboljšanih tehnologija za pacijente s oštećenjem sluha", kaže Anthony Atala, direktor Instituta za regeneracijsku medicinu Wake Forest.
Atala kaže da su istraživanja na Sveučilištu u Marylandu "vrlo obećavajuća, budući da ove strukture igraju sastavnu ulogu u funkciji sluha unutar uha."
Uloga 3D ispisa u regenerativnoj medicini nije ograničena na uši, naravno. Istraživači, uključujući Atala i njegov tim, radili su na razvoju tehnologije 3D ispisa za sve vrste dijelova tijela, od kože do kostiju do bubrega. U 2012. godini, istraživači su ugradili 3D otisnute privremene dušnike u dijete koje je rođeno s urođenom greškom zbog koje su mu se začepile bronhijalne cijevi.
"Doista mislim da će 3D ispis postati standard njege kad god postoji potreba za protezom, bilo da je riječ o zglobu ili srednjem uhu", kaže Hirsch. "Standard skrbi neće biti uobičajena komponenta, već komponenta prilagođena dizajnirana za tog specifičnog pacijenta."
