Uma equipe de estudantes da NUST MISIS desenvolveu um "fantasma" do cérebro humano - um modelo de hidrogel com similaridade estrutural e mecânica a um órgão real. O "cérebro fantasma" permitirá que os alunos estudem a anatomia patológica dos tecidos e pratiquem neurocirurgiões para realizar um treinamento cirúrgico.
Hoje, cirurgiões e estudantes têm três maneiras principais de estudar a estrutura volumétrica dos órgãos: através da simulação em 3D em VR, em cadáveres (isto é, corpos humanos), além de usar fantasmas - modelos de órgãos em tamanho real. Cada um dos métodos tem suas desvantagens - por exemplo, as tecnologias de RV ainda são muito caras e não permitem que o operador experimente totalmente o processo de operação fisicamente. O uso de cadáveres é desumano; além disso, os tecidos mortos “perdem” muito em características. Os fantasmas são a opção mais ideal, mas hoje são feitos de silicone, que é muito diferente dos tecidos orgânicos em termos de características mecânicas.
Os alunos do NUST MISIS propuseram uma versão alternativa de fazer um fantasma do cérebro humano - a partir de um hidrogel - com base nos dados da ressonância magnética e computada do paciente. O primeiro estágio é a reconstrução 3D, seguida pela impressão de um polímero negativo. Então, com base no negativo, é feito um molde de silicone no qual é derramado o hidrogel (álcool polivinílico e agarose). A peça resultante é colocada primeiro no freezer e depois no refrigerador. O tempo total de fabricação desse fantasma é de aproximadamente 30 horas. Agora, "Phantom Brain" se parece com isso.
A amostra de teste era uma cópia pequena (1: 4); testes mecânicos mostraram que a resistência à tração do fantasma quase corresponde aos hemisférios do cérebro humano - 87 kPa versus 100 kPa. Em seguida, a equipe terá que trabalhar na imitação estrutural de outras partes do cérebro (cerebelo, mesencéfalo, medula oblonga, ponte), além de aumentar o modelo para tamanhos 1: 1. Além disso, está planejado adicionar imitação de vasos sanguíneos e alterações patológicas ao cérebro fantasma: tumores, coágulos sanguíneos, placas.
O trabalho está sendo realizado no Centro de Materiais Compostos da NUST MISIS e Skoltech, com o apoio da fundação de caridade Art, Science and Sport.