Нейрохирургические операции – сложный процесс, требующий от врача предельного понимания структуры головного мозга, природы и формы патологии, допустимых границ вмешательства. Даже нейрохирурги с многолетним опытом могут испытывать трудности, столкнувшись с редким клиническим случаем, будь то труднодоступная локация опухоли, обширный инсульт или особенно крупная гематома.
На сегодняшний день хирургов и студентов есть три основных способа изучать объемную структуру органов: через 3D-симуляцию в VR-очках, на кадаврах (то есть телах умерших людей), а также при помощи «фантомов» – моделей органов в натуральную величину. У каждого из способов есть свои недостатки – так, VR-технологии по-прежнему очень дорогие и не дают оператору в полной мере прочувствовать процесс операции физически. Использование кадавров негуманно, к тому же мертвые ткани сильно «теряют» в характеристиках. «Фантомы» – наиболее оптимальный вариант, однако на сегодняшний день их изготавливают из силикона, который сильно отличается от органических тканей по механическим характеристикам.
Как сообщили «МК» в НИТУ «МИСиС», здесь предложили альтернативный вариант изготовления «фантома» человеческого мозга – из гидрогеля – на основе данных компьютерной и магнитно-резонансной томографии. На первом этапе делается 3D-реконструкция мозга какого-то пациента и печатается из полимера. Затем на основе этой формы, изготавливается силиконовая копия, в которую заливается гидрогель. Полученную заготовку помещают вначале в морозильную, а затем в холодильную камеру. Общее время изготовления такого «фантома» – порядка 30 часов.
Первый, пробный образец представляет собой уменьшенную копию настоящего (1:4) мозга. Механические испытания показали, что предел прочности «фантома» почти соответствует полушариям человеческого мозга. Следующим шагом будет увеличение модели до настоящих размеров мозга взрослого человека. Кроме того, планируется добавить в такой мозг имитацию сосудов и патологических изменений: опухолей, кровяных сгустков и бляшек.