5 tapaa, joilla 3D-tulostusta käytetään terveydenhuollossa

Se ei ehkä ole ilmeistä, kun otetaan huomioon nykyään tapahtuvan teknologisen kehityksen valtava määrä, varsinkin kun tekoäly syrjäyttää muut otsikot, mutta 3D-tulostuksen ala terveydenhuollossa on nopeasti kehittyvä. Yritykset julkaisevat joka viikko yksityiskohtia uusista innovaatioista, joiden parissa ne työskentelevät 3D-tulostaakseen ihmiskehon osia, kuten munuaisia ​​ja muita elimiä. Eikä se lopu tähän.

3D-tulostus ylittää ainutlaatuisen muotoisten rihkamenttien tulostamisen, ja sillä on kauaskantoisia vaikutuksia lääketieteelliseen teknologiaan. Tässä on joitain kiehtovia tapoja, joilla sitä käytetään terveydenhuollossa.

1. 3D-painetut proteesit

3D-tulostuksen myötä räätälöityjen raajojen markkinat kasvavat, ja monet organisaatiot hyödyntävät kysyntää. Esimerkkejä ovat Avaa Bionics (jonka iskulause on "Turning Disabilities Into Superpowers"), ota käyttöön

(maailmanlaajuinen vapaaehtoisyhteisö, joka tekee ilmaisia ​​ja edullisia proteeseja lapsille) ja UNYQ (yritys, joka valmistaa proteeseja, joita voidaan myös pitää taideteoksina).

Jos olet perheesi 3D-tulostuksen kanssa terveydenhuollon alalla, olet epäilemättä törmännyt lukuisiin inspiroiviin anekdooteihin, jotka kuvaavat, kuinka ihmiset ovat käyttäneet 3D-tulostusta. proteesit, jotka eivät ainoastaan ​​palautta raajojen käyttöä, vaan myös saavuttavat kunnioitusta herättäviä saavutuksia, kuten sprinttiä maalilinjojen yli räätälöidyn 3D-tulostuksen avulla terät.

Näiden tarinoiden ytimessä ovat kehittyneet materiaalit ja teknologiat. 3D-tulostetut proteesit on valmistettu kevyistä ja kestävistä muoveista, joihin usein yhdistetään silikonia, TPE: tä, kumia ja muuta, jotta ne sulautuvat mukavasti ihmiskehoon.

Kun teknologiasta tulee helpompaa ja tekijät löytävät uusia tapoja rakentaa proteeseja, ei ole epäilystäkään siitä, että tulemme näkemään hienoja edistysaskeleita tulevina vuosina.

2. 3D-painetut implantit

On olemassa monia teknologiat, jotka muovaavat terveydenhuollon tulevaisuutta ja implantoitava teknologia voi monin tavoin muuttaa terveyttä ja hyvinvointia. Samaan aikaan 3D-painetuilla implanteilla on alkanut olla yhä enemmän roolia lääketieteellisissä skenaarioissa. Ajattele titaanisia implantteja luuvammoihin, kallolevyihin ja jopa selkärangan fuusiohäkkeihin. Se saattaa kuulostaa joltakin Marvel-sarjakuvalta, mutta nämä innovaatiot tapahtuvat juuri nyt.

Tällä alueella toimivia yrityksiä ovat mm Materialisoitua, Stryker, ja 4WEB Medical, muutamia mainitakseni. Nämä yritykset työntävät mekanobiologian rajoja tarjoamalla yksilöllisiä ja tarkkoja ratkaisuja kerran pelottaviin lääketieteellisiin haasteisiin. Esimerkiksi 3D-tulostettuja implantteja voidaan käyttää kasvojen luiden rekonstruoimiseen tai selkärangan vaurioiden korjaamiseen.

3D-painetuissa implanteissa käytetään tyypillisesti materiaaleja, kuten titaania tai kobolttikromia, jotka tunnetaan lujuudestaan ​​ja biologisesta yhteensopivuudestaan. Yhdistettynä 3D-tulostustekniikoihin, kuten Selective Laser Melting (SLM) tai Electron Beam Melting (EBM), Yritykset voivat valmistaa mittatilaustyönä valmistettuja implantteja, jotka integroituvat saumattomasti potilaan ainutlaatuiseen anatomiaan.

Näiden 3D-tulostettujen implanttien kauneus piilee niiden potentiaalissa parantaa merkittävästi potilaiden tuloksia. Internetissä on julkaistu kauniita tarinoita ihmisistä, jotka ovat kärsineet vakavista vammoista ja joiden kasvojen luut on rekonstruoitu mittatilaustyönä valmistetuilla 3D-tulostetuilla implanteilla. On myös esimerkkejä ihmisistä, joille on tehty monimutkaisia ​​selkärangan fuusioleikkauksia, jotka ovat mahdollisia 3D-tulostettujen implanttien ansiosta.

Jos mietit, mitä tulevaisuus tuo tullessaan, biotulostus on yksi esimerkki. Tämä huipputeknologia sisältää potilaan solujen käyttämisen elävän, toimivan kudoksen luomiseen implantaatiota varten. Vaikka se on vielä lapsenkengissään, mahdollisuudet ovat valtavat (ajatellen mittatilaustyönä valmistettuja uruja).

3. 3D-tulostus lääketoimituksessa

3D-tulostus terveydenhuollossa tarjoaa toisen merkittävän sovelluksen: lääkkeiden jakelun. Yhden koon lääkityksen päivät voivat olla poissa. Tulevaisuus on kyse personoinnista, ja 3D-tulostus auttaa johtamaan toimintaa.

Yritykset pitävät Aprecia Pharmaceuticals ja FabRx ravistelevat alaa uusilla lähestymistavoillaan lääkkeiden valmistukseen. Hyödyntämällä 3D-tulostustekniikoita, kuten fused deposition modeling (FDM), nämä yritykset voivat luoda räätälöityjä pillereitä kunkin potilaan erityistarpeiden mukaan.

Tarkemmin sanottuna 3D-tulostuksen avulla on mahdollista luoda monimutkaisia ​​pillerirakenteita, jotka säätelevät aktiivisten ainesosien vapautumista. Tällä tavalla valmistetut huokoiset pillerit liukenevat nopeasti, kun taas monikerroksisista pillereistä voi vapautua erilaisia ​​lääkkeitä eri aikoina.

Tulevaisuuden sovelluksissa kannattaa ajatella iäkkäitä potilaita, joilla on useita reseptejä ja jotka voisivat ottaa yhden räätälöidyn pillerin, joka yhdistää kaikki heidän tarvitsemansa lääkkeet.

4. 3D-tulostetut kudokset ja elimet

3D-tulostusta käytetään monenlaisten tuotteiden valmistukseen; voit jopa 3D-tulostus auton osat. 3D-biotulostus on kuitenkin todella seuraava taso. Tiedemiehet työskentelevät tulostaakseen esimerkiksi ihmisen ihon palovammojen uhreille ja toivovat voivansa jonakin päivänä tulostaa minielimiä huumetestausta varten. Yritykset pitävät Organovo ja Prellis Biologics on kaksi yritystä, jotka tekevät edistystä 3D-tulostetussa ihmiskudoksessa.

3D-biotulostuksen ytimessä on monimutkainen prosessi, jossa solut, jotka tunnetaan myös nimellä biomuste, kerrostetaan tarkkoihin kuvioihin elävien rakenteiden luomiseksi. Kuvittele 3D-tulostin, joka on varustettu useilla ruiskuilla, joista jokainen on täytetty erityyppisellä kennolla. Tulostin tallentaa nämä solut kerros kerrallaan, kunnes täysin muodostunut kudos tai elin muotoutuu.

Yksi vuoden 2022 suurimmista uutisista esitteli 3DBio Therapeuticsin työtä, yritys, joka onnistui 3D-tulostamaan ihmiskorvan. Vaikka tämä saattaa tuntua suhteellisen yksinkertaiselta osalta ihmisen anatomiaa – ja sitä se onkin – tutkijat pyrkivät parantamaan biotulostustekniikoita, luomaan täysin toimivia, siirrettäviä elimiä. Emme ole aivan siellä, mutta joka päivä pääsemme lähemmäksi maailmaa, jossa elinten jonotuslistat jäävät menneisyyteen.

5. 3D-tulostetut lääketieteelliset laitteet

Toinen esimerkki 3D-tulostuksen käytöstä terveydenhuollossa on räätälöityjen kirurgisten instrumenttien kehittäminen.

Aiemmin kirurgeja rajoitti usein standardisoitujen työkalujen saatavuus, mikä vaikeutti monimutkaisten toimenpiteiden suorittamista halutulla tarkkuudella. 3D-tulostuksen avulla kirurgit voivat nyt käyttää räätälöityjä instrumentteja, jotka on suunniteltu erityisesti tiettyä toimenpidettä tai potilaan anatomiaa varten. Nämä mittatilaustyönä valmistetut työkalut voivat parantaa tarkkuutta, lyhentää käyttöaikaa ja viime kädessä parantaa potilaiden tuloksia.

Esimerkiksi kelauslaitteet ovat välttämättömiä leikkauksissa elinten tai kudosten hillitsemiseksi, mikä tarjoaa kirurgeille selkeän näkökentän. 3D-tulostuksen avulla kelauslaitteet voidaan räätälöidä potilaan ainutlaatuisen anatomian mukaan, mikä varmistaa optimaalisen valotuksen ja minimoi ympäröivien kudosten vamman.

3D-tulostetun teknologian tulevaisuus

On hämmästyttävää nähdä, kuinka teknologia vaikuttaa positiivisesti potilaiden elämään. Räätälöidyistä proteeseista ja implanteista lääkeannosteluihin, kudostekniikkaan ja innovatiivisiin lääketieteellisiin laitteisiin 3D-tulostus työntää terveydenhuoltoa todella uusille alueille.

Eteenpäin tällainen muutosteknologia johtaa epäilemättä kerran käsittämättömiin läpimurtoihin, millä on myönteinen vaikutus yhä useamman ihmisen elämään ympäri maailmaa.