Революция в здравоохранении: как 3D-печать трансформирует медицинские применения

Мир 3D-печати очень представлен в области медицины, хотя многие люди об этом не знают. Можно сказать, что 2011 год стал годом бума 3D-печати в этом секторе благодаря случаю Кайбы Джонфриддо. Девочка Кайба родилась с заболеванием, ослабляющим трахею до такой степени, что она схлопывалась. Несмотря на интубацию, девочка всё ещё имела моменты дыхательной остановки, что также влияло на её сердце. Но благодаря вмешательству Грина и Холлистера, двух экспертов в биомеханической инженерии, которые спроектировали, напечатали и подключили в трахее Кайбы биосовместимое устройство быстро и эффективно. Кайба была спасена и улучшила свою жизнь.

От воздействия этого события медицина начала работать всё больше с 3D-печатью и в настоящее время является базой бесконечного числа достижений в медицинском секторе.

В следующих строках поговорим о областях медицины, где 3D-печать более присутствует:

Преоперационное планирование

Медицина сильно и быстро эволюционировала при выполнении определённых стандартных операций, но всё ещё есть риски во вмешательствах, где у пациента есть проблема, требующая деликатной хирургии.

В настоящее время эта проблема уменьшается благодаря тому, что большинство больниц имеют какой-то тип сканера, который может передать форму любой части человеческого тела, как внешней, так и внутренней, на компьютер и затем выполнить её в реальном масштабе на 3D-принтере за очень короткий период времени. Наличие реальной модели помогает хирургу обнаружить проблемы и запланировать вмешательство, значительно повышая успешные случаи в сложных интервенциях.

Но преимущество воспроизведения частей тела не заканчивается здесь. Изготовление деталей, таких как органы с опухолями, помогает изучению заболеваний и способам вмешательства, чего раньше делали с частями животных или умерших людей, существуя важные отклонения между реальностью и параметрами, предлагаемыми традиционным методом.

Рисунок 1: Сердце 3D-печатью. Источник: Cardiac Models

Протезирование

В этой конкретной области FDM 3D-печать со специальными антибактериальными нитями إحدила революцию в изготовлении дешёвых протезов. Множество организаций участвуют в проектах создания такого типа протезов и отправляют их в страны, где много ампутированных из-за болезней и войн.

Рисунок 2: Дешёвый протез. Источник: Autodesk

С другой стороны, другие технологии 3D-печати, такие как металлическая 3D-печать (DMLS), используются для изготовления имплантов из традиционных материалов, таких как титан. Эти импланты демонстрируют пористость, прочность, сложность и геометрическую точность, необходимые для хирургической имплантации в бесчисленных случаях, таких как ортопедические бедра.

Стоматология

Стоматологический сектор всегда требует продуктов точности и высокой поверхностной отделки. По этой причине крупные производители смольных 3D-принтеров разработали продукты специально для этой области. Раньше использовались универсальные элементы и инструменты для всех пациентов, забирая много времени в лёгких операциях и даже нанося некоторые повреждения пациенту. С появлением 3D-печати принтеры вроде Form 2 и стоматологические смолы, этот сектор сильно эволюционировал. В настоящее время врачи могут создавать персонализированные направляющие для каждого пациента с очень высокой точностью. Эти направляющие и другие инструменты, которые можно напечатать, используются для установки стоматологических реставраций (винты, импланты, пластины и т.д.) без ошибок.

Рисунок 3: Стоматологический инструмент. Источник: Formlabs

Ткани и органы

В этой области мы всё ещё движемся вперёд и получаем первые успешные случаи, применимые к людям. В самых передовых центрах разработки и больницах удаётся печатать по-настоящему невероятные элементы, такие как уши из хрящей человека и биопечатанные частички печени, работающие 40 дней. Действительно, это область с наибольшим потенциалом на будущее, но сейчас самой дальней.

Рисунок 4: Биопечатанные частички печени. Источник: Xconomy

Есть другие области медицины, где 3D-печать — ключ к их эволюции. Одна из них — фармацевтическая область, где Ли Кронин, известный химик Глазговского университета, разрабатывает 3D-принтер, способный связывать химические соединения на молекулярном уровне для создания персонализированных лекарств с правильной дозой для каждого пациента. Эти лекарства увеличат эффективность лечений.

ABS Medical
Smartfil PLACTIVE Copper3D
Антибактериальный CPE HG100
FDA Taulman 680
FDA

После этого обзора достижений, которые 3D-печать принесла в медицину, можно утверждать: «Аддитивное производство было и продолжит быть трамплином для эволюции медицины».