5 načinov uporabe 3D tiskanja v zdravstvu

Morda ni očitno glede na ogromno tehnološkega napredka, ki se dogaja v teh dneh, zlasti ker tema AI izriva druge naslove, vendar je področje 3D tiskanja v zdravstvu hitro razvijajoče se. Vsak teden podjetja objavijo podrobnosti o novih inovacijah, na katerih delajo za 3D-tiskanje delov človeškega telesa, kot so ledvice in drugi organi. In tu se ne ustavi.

3D-tiskanje presega tiskanje edinstvenih oblikovanih drobnarij z daljnosežnimi posledicami za medicinsko tehnologijo. Tukaj je nekaj zanimivih načinov, kako se uporablja v zdravstvu.

1. 3D-natisnjena protetika

S 3D-tiskanjem raste trg okončin po meri in številne organizacije izkoriščajo povpraševanje. Primeri vključujejo Odpri Bionics (katerega slogan je "Spreminjanje invalidnosti v supermoči"), e-NABLE (svetovna skupnost prostovoljcev, ki izdelujejo brezplačno in poceni protetiko za otroke) in UNYQ (podjetje, ki izdeluje protetiko, ki bi lahko veljala tudi za umetnine).

Če ste družina s 3D-tiskanjem v zdravstvu, ste nedvomno naleteli na množico navdihujočih anekdot, ki opisujejo, kako so ljudje uporabljali 3D-tisk protetike, da ne samo ponovno pridobite uporabo okončin, ampak tudi dosežete osupljive podvige, kot je šprint čez ciljno črto s pomočjo po meri izdelanih 3D-natisnjenih rezila.

V središču teh zgodb so napredni materiali in tehnologije. 3D-natisnjena protetika je izdelana iz lahke in trpežne plastike, ki je pogosto kombinirana s silikonom, TPE, gumo in še več, da se udobno zlije s človeškim telesom.

Ko postaja tehnologija vse bolj dostopna in ustvarjalci najdejo nove načine za izdelavo protetike, ni dvoma, da bomo v prihodnjih letih še naprej priča nekaj kul napredku.

2. 3D-natisnjeni vsadki

Veliko jih je tehnologije, ki oblikujejo prihodnost zdravstva in veliko načinov, kako bi tehnologija za vsaditev lahko spremenila zdravje in dobro počutje. Hkrati pa 3D-natisnjeni vsadki začenjajo igrati vse večjo vlogo v medicinskih scenarijih. Pomislite na titanove vsadke za poškodbe kosti, kranialne plošče in celo hrbtenične fuzijske kletke. Morda se sliši kot nekaj iz Marvelovega stripa, a te inovacije se dogajajo prav zdaj.

Podjetja, ki delujejo v tem prostoru, vključujejo Materializirati, Stryker, in 4WEB Medical, našteti jih nekaj, imenovati jih nekaj. Ta podjetja premikajo meje v mehanobiologiji s ponudbo prilagojenih in natančnih rešitev za nekoč zastrašujoče medicinske izzive. Na primer, 3D-natisnjeni vsadki se lahko uporabljajo za pomoč pri rekonstrukciji obraznih kosti ali popravljanju poškodb hrbtenice.

3D-natisnjeni vsadki običajno uporabljajo materiale, kot sta titan ali kobalt-krom, znani po svoji trdnosti in biokompatibilnosti. V kombinaciji s tehnikami 3D-tiskanja, kot je selektivno lasersko taljenje (SLM) ali taljenje z elektronskim žarkom (EBM), podjetja lahko izdelujejo po meri izdelane vsadke, ki se lahko neopazno vključijo v pacientovo edinstveno anatomijo.

Lepota teh 3D-natisnjenih vsadkov je v njihovem potencialu za drastično izboljšanje bolnikovih rezultatov. Po internetu so objavljene čudovite zgodbe ljudi, ki so utrpeli hude poškodbe in so jim kosti v obrazu rekonstruirali s po meri izdelanimi 3D-natisnjenimi vsadki. Obstajajo tudi primeri ljudi, ki so bili podvrženi zapletenim operacijam spinalne fuzije, ki so jih omogočili 3D-natisnjeni vsadki.

Če se sprašujete, kaj prinaša prihodnost, je biotisk en primer. Ta najsodobnejša tehnologija vključuje uporabo pacientovih celic za ustvarjanje živega, funkcionalnega tkiva za implantacijo. Medtem ko je še v povojih, je možnosti ogromno (pomislite na organe po meri).

3. 3D tiskanje pri dostavi zdravil

3D tiskanje v zdravstvu prinaša še eno izjemno uporabo: dostavo zdravil. Morda so minili dnevi zdravil, ki so enaka za vse. Prihodnost je v celoti povezana s personalizacijo in 3D-tiskanje pomaga pri tem.

Podjetja kot Aprecia Pharmaceuticals in FabRx pretresajo industrijo s svojimi novimi pristopi k proizvodnji zdravil. Z izkoriščanjem tehnologij 3D tiskanja, kot je modeliranje taljenega nanosa (FDM), lahko ta podjetja ustvarijo tablete po meri, prilagojene posebnim potrebam vsakega pacienta.

Natančneje, s 3D tiskanjem je mogoče ustvariti kompleksne strukture tablet, ki nadzorujejo sproščanje aktivnih sestavin. Tako izdelane porozne tablete se hitro raztopijo, medtem ko lahko večplastne tablete sproščajo različna zdravila ob različnih časih.

Kar zadeva prihodnje aplikacije, pomislite na starejše bolnike z več recepti, ki bi morda lahko jemali eno, po meri narejeno tableto, ki združuje vsa potrebna zdravila.

4. 3D-natisnjena tkiva in organi

3D tiskanje se uporablja za izdelavo široke palete izdelkov; lahko celo 3D tiskanje avtomobilskih delov. Vendar pa je 3D biotiskanje resnično naslednja raven. Znanstveniki si prizadevajo tiskati stvari, kot je človeška koža za žrtve opeklin, in upajo, da bodo nekega dne lahko natisnili mini organe za testiranje zdravil. Podjetja kot Organovo in Prellis Biologics sta dve podjetji, ki napredujeta v 3D-natisnjenem človeškem tkivu.

V jedru 3D biotiskanja je kompleksen proces, ki vključuje plastenje celic, znanih tudi kot bio-črnilo, v natančne vzorce za ustvarjanje živih struktur. Predstavljajte si 3D-tiskalnik, opremljen z več brizgami, od katerih je vsaka napolnjena z drugačno vrsto celic. Tiskalnik odlaga te celice, eno plast naenkrat, dokler popolnoma oblikovano tkivo ali organ ne dobi oblike.

Ena od velikih novic leta 2022 je predstavljala delo 3DBio Therapeutics, podjetja, ki je uspešno 3D-natisnilo človeško uho. Čeprav se morda zdi, da je to sorazmerno preprost del človeške anatomije – in tudi je – znanstveniki delajo na izboljšanju tehnik biotiskanja, da bi ustvarili popolnoma funkcionalne organe za presajanje. Nismo še povsem tam, a vsak dan smo bližje svetu, kjer čakalne vrste za organe postanejo preteklost.

5. 3D-natisnjeni medicinski pripomočki

Drug primer, kako se 3D-tiskanje uporablja v zdravstvu, je razvoj prilagojenih kirurških instrumentov.

V preteklosti so bili kirurgi pogosto omejeni z razpoložljivostjo standardiziranih orodij, zaradi česar je bilo težko izvajati kompleksne posege z želeno stopnjo natančnosti. S 3D-tiskanjem lahko kirurgi zdaj dostopajo do prilagojenih instrumentov, zasnovanih posebej za določen poseg ali pacientovo anatomijo. Ta prilagojena orodja lahko vodijo do večje natančnosti, skrajšanega časa delovanja in na koncu do boljših rezultatov pri bolnikih.

Navijala so na primer bistvenega pomena pri operacijah za zadrževanje organov ali tkiv, ki kirurgom zagotavljajo čisto vidno polje. S 3D-tiskanjem je mogoče retraktorje prilagoditi edinstveni anatomiji pacienta, kar zagotavlja optimalno izpostavljenost in zmanjšuje poškodbe okoliških tkiv.

Sprejemanje prihodnosti tehnologije 3D-tiskanja

Neverjetno je videti, kako tehnologija pozitivno vpliva na življenja bolnikov. Od prilagojene protetike in vsadkov do dostave zdravil, tkivnega inženiringa in inovativnih medicinskih naprav, 3D-tiskanje resnično potiska zdravstvo na nova področja.

V prihodnje bo ta vrsta transformativne tehnologije nedvomno vodila do nekdaj nepredstavljivih prebojev, kar bo pozitivno vplivalo na življenja še več posameznikov po vsem svetu.