עצמות השמיעה של האוזן התיכונה - מללוס, תוספות וסטות - הן העצמות הזעירות ביותר בגוף האדם. שלושתן יכולות להתאים על אגורה, עם מקום פנוי. תפקידם להעביר צלילים מתוף האוזן לנוזל האוזן הפנימית. מחלות, תאונות וגידולים עלולים לפגוע בעצמות אלו ולגרום למה שמכונה "אובדן שמיעה מוליך." התרופה היא ניתוח עדין, בו מחליפים את העצמות בתותבת זעירה. אולם לניתוח שיעור כישלונות גבוה יחסית, כ -25 עד 50 אחוזים.
כעת חוקרים במרכז הרפואי של אוניברסיטת מרילנד משתמשים במדפסות תלת מימד לייצור עצמות אוזניים בהתאמה אישית. הם מקווים כי תותבות אלו ישתפרו בטכנולוגיה הנוכחית ויעלו את אחוזי ההצלחה של הניתוח.
הצוות, המורכב מרדיולוג ושני רופאים באוזניים, באף ובגרון, לקח את הכדורים משלושה צופרים אנושיים והסיר את העצמות האמצעיות, או את ההטלות. לאחר מכן הם השתמשו בסורק CT כדי לצלם את הפערים שהותירו החריצים, ותכננו תותבות זעירות שיתאימו לפערים האלה. התותבות השתנו רק בשברים של מילימטרים, עם זוויות מעט שונות כל כך.
לאחר מכן החוקרים נתנו לארבעה מנתחים שונים את שלושת התותבות והכריחו אותם לנחש איזה מהם נכנס לאיזו אוזן. כל מנתח התאם באופן עצמאי את התותבים לאוזניים הנכונות.
"הם אמרו שזה לא כל כך קשה להבין", אומר ג'פרי הירש, פרופסור לרדיולוגיה שהוביל את המחקר. "זה היה כמעט כמו סוג של גולדילוקס - תותבת זו הייתה צמודה מדי באוזן הזו ורופפת מדי באוזן הזו, אבל באוזן הזו זה פשוט צודק."
המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת 3D Printing in Medicine .
השלב הבא יהיה לבחון את התותבות לתפקוד באמצעות צופרים או דגמים של בעלי חיים. הם יכולים להעביר רעידות באמצעות תותב כדי לראות כיצד הוא מעביר צליל.
מתן תותב במקום (המרכז הרפואי של אוניברסיטת מרילנד) יהיו כמה אתגרים משמעותיים להתגבר עליהם לפני שהתותבת תהיה מוכנה לשימוש אנושי. תמונות ה- CT המשמשות ליצירת התותבות נוצרו עם גולגלות מגולעות שנכרתו כך שתכלול רק חלק מהעצם שמסביב. באדם חי עם גולגולת שלמה, תמונות אלה עשויות להיות מאתגרות יותר להשיג.
ואז יש שאלת החומר. האבטיפוסים ששימשו במחקר נעשו מפולימר שאינו FDA שאושר להשתלה קבועה בבני אדם. אז הצוות יצטרך בסופו של דבר למצוא חומר ביו תואם. הם גם עורכים ניסויים בשאלה האם ניתן לתכנן את התותב במרקם דמוי וופל כדי להפוך אותו לפיגום לתאי גזע. אז, בתיאוריה, התותבות יכולות להיות עשויות מעצם אמיתית, שתפחית את הסיכון לדחייה.
בשנים האחרונות מספר חוקרים השתמשו בהדפסת תלת מימד כדי ליצור אוזניים חיצוניות או חלקי אוזניים. חוקרים בבריטניה ובקליפורניה השתמשו בתאי גזע בכדי לגדל אוזניים על פיגומים מודפסים בתלת מימד לטיפול בילדים עם מיקרוטיה, מום מולד באוזן החיצונית. חוקרים מאוניברסיטת וואק פורסט יצרו חלקי אוזניים חיצוניים במדפסת תלת מימד באמצעות תאים חיים ופולימרים מתכלים.
"קבוצות שונות של חוקרים מכוונים להדפסת חלקי אוזניים עקב הצורך בטכנולוגיות משופרות עבור חולים עם אובדן שמיעה", אומר אנתוני אטאלה, מנהל מכון יער ווק לרפואה רגנרטיבית.
אטאלה אומר כי המחקר של אוניברסיטת מרילנד "מבטיח מאוד, שכן מבנים אלה ממלאים תפקיד אינטגרלי בתפקוד השמיעה בתוך האוזן."
תפקיד הדפסת התלת מימד ברפואה התחדשת אינו מוגבל כמובן לאוזניים. חוקרים, כולל אטאלה וצוותו, עמלו על פיתוח טכנולוגיית הדפסת תלת מימד לכל מיני חלקי גוף, מעור ועד עצמות ועד כליות. בשנת 2012, שתלו החוקרים צינור רוח זמני מודפס תלת-ממד בתינוק שנולד עם מום מולד שגרם לקריסת הסימפונות שלו.
"אני באמת חושב שהדפסת תלת מימד הולכת להפוך לסטנדרט של טיפול בכל פעם שיש צורך בתותבת, בין אם זה מפרק או אוזן תיכונה, " אומר הירש. "סטנדרט הטיפול לא יהיה מרכיב מחוץ למדף, אלא רכיב המותאם אישית עבור אותו מטופל ספציפי."
