Российские студенты создали имитацию человеческого мозга

«Фантом» поможет нейрохирургам проводить тренировочные операции

Мозг, который на вид и на ощупь почти не отличить от человеческого, создали студенты НИТУ «МИСиС» для нейрохирургической практики. «Фантом» мозга из гидрогеля позволит студентам изучать патологическую анатомию тканей, а практикующим нейрохирургам — проводить тренировочные операции.

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.

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»