Un equipo de estudiantes de NUST "MISiS" ha desarrollado un "fantasma" del cerebro humano: un modelo de hidrogel con similitud estructural y mecánica con un órgano real. El "cerebro fantasma" permitirá a los estudiantes estudiar la anatomía patológica de los tejidos y la práctica de neurocirujanos, para llevar a cabo una intervención quirúrgica de capacitación.
Hoy, los cirujanos y los estudiantes tienen tres formas principales de estudiar la estructura volumétrica de los órganos: a través de la simulación 3D en realidad virtual, en cadáveres (es decir, cuerpos humanos), así como mediante el uso de fantasmas, modelos de órganos de tamaño completo. Cada uno de los métodos tiene sus inconvenientes: por ejemplo, las tecnologías de realidad virtual siguen siendo muy caras y no permiten que el operador experimente físicamente el proceso de operación. El uso de cadavres es inhumano, además, los tejidos muertos "pierden" en gran medida sus características. Los fantasmas son la opción más óptima, pero hoy están hechos de silicona, que es muy diferente de los tejidos orgánicos en términos de características mecánicas.
Los estudiantes de NUST MISIS propusieron una versión alternativa de hacer un cerebro humano fantasma, a partir de un hidrogel, basado en los datos de la imagen de resonancia magnética y computarizada del paciente. La primera etapa es una reconstrucción en 3D seguida de la impresión de un negativo de polímero. Luego, sobre la base de lo negativo, se hace un molde de silicona, en el que se vierte un hidrogel (alcohol polivinílico y agarosa). La pieza de trabajo resultante se coloca primero en el congelador y luego en el refrigerador. El tiempo total de fabricación para tal fantasma es de aproximadamente 30 horas. Ahora el cerebro fantasma se ve así.
La muestra de prueba fue una copia pequeña (1: 4); Las pruebas mecánicas mostraron que la resistencia a la tracción del fantasma casi corresponde a los hemisferios del cerebro humano: 87 kPa versus 100 kPa. A continuación, el equipo tendrá que trabajar en una imitación estructural de otras partes del cerebro (cerebelo, mesencéfalo, bulbo raquídeo, puente), así como aumentar el modelo a tamaños 1: 1. Además, se planea agregar la imitación de los vasos sanguíneos y los cambios patológicos en el cerebro fantasma: tumores, coágulos de sangre, placas.
El trabajo se lleva a cabo en el Centro de Materiales Compuestos de NUST MISIS y Skoltech con el apoyo de la fundación benéfica Art, Science and Sport.