Команда студентов НИТУ МИСиС разработала фантом человеческого мозга модель из гидрогеля со структурным и механическим подобием реальному органу. Фантомозг позволит студентам изучать патологическую анатомию тканей, а практикующим нейрохирургам проводить тренировочное оперативное вмешательство.
На сегодняшний день у хирургов и студентов есть три основных способа изучать объемную структуру органов: через 3D-симуляцию в VR, на кадаврах (то есть, человеческих телах), 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.
Студенты НИТУ МИСиС предложили альтернативный вариант изготовления фантома человеческого мозга из гидрогеля на основе данных компьютерной и магнитно-резонансной томографии пациента. Первый этап 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 порядка 30 часов.
Сейчас Фантомозг выглядит вот так.
Пробный образец представлял собой уменьшенную копию (1:4); механические испытания показали, что предел прочности фантома почти соответствует полушариям человеческого мозга 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 фантомозг имитацию сосудов и патологических изменений: опухолей, кровяных сгустков, бляшек.
Работы ведутся в Центре композиционных материалов НИТУ МИСиС и Сколтехе при поддержке благотворительного фонда Искусство, наука и спорт.
