3D-печать в медицине — современное применение

  • автор:

3D-печать в медицине (аддитивные технологии в медицине) является одной из областей применения 3д печати (аддитивного производства). 3D-печать впервые разработана в 1980-х годах.

Особое распространение 3D-печать в медицине получила в 2010-х годах. И дальше продолжает развиваться семимильными шагами.

В этой статье мы расскажем, что такое 3д печать в медицине кратко. Дадим общие основные применения.

3D-печать в медицине была применена (и используется) во многих различных отраслях. Включая такую область применения, как медицинские технологии.

3D-печать в медицине использует методы

— медицинской визуализации (рентгенография, компьютерная томография (КТ),

— сканирование с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ)

— ультразвук

Которые впоследствии вводятся в 3D-принтер.

Прогнозируется, что объем 3D-печати в медицинской сфере к 2025 году составит 3,5 млрд долларов. Предполагается, что совокупный годовой темп роста отрасли составит 17,7% в период с 2017 по 2025 год.

3D-печать в медицине: основные применения

— биопечать

— лекарства

— ортопедия (протезирование)

— стоматология

— хирургические инструменты,

— хирургические модели для конкретного пациента

3D-печать в медицине-биопечать тканей и органоидов

3D-печать в медицине: биопечать тканей и органоидов

3D-печать в медицине, которая используется в области медицинского оборудования, активно применяет биопечать. Биопринтеры используют пипетку с компьютерным управлением для нанесения слоев живых клеток, называемых био-чернилами, друг на друга для создания искусственной живой ткани в лаборатории. Вместо того, чтобы печатать с использованием пластика или металла.

Эти тканевые конструкции или органоиды могут быть использованы для медицинских исследований. Поскольку они имитируют органы в миниатюрном масштабе. Но они также проходят испытания в качестве более дешевой альтернативы пересадке органов человека.

Например, медицинская лаборатория и исследовательская компания Organovo, расположенная в США, проводит эксперименты с печатью тканей печени и кишечника. Чтобы помочь в изучении органов in vitro. А также в разработке лекарственных препаратов для лечения определенных заболеваний.

В мае 2018 года компания представила доклинические данные о функциональности ткани печени в программе по тирозинемии 1-го типа. Это состояние, которое препятствует способности организма метаболизировать аминокислоту тирозин из-за недостатка фермента.

Институт Уэйк Форест в Северной Каролине, США, применил аналогичный подход. В результате там разработали трехмерный органоид головного мозга с потенциальными применениями для обнаружения лекарств и моделирования заболеваний.

В мае 2018 года университет объявил, что его органоиды имеют полностью клеточный, функциональный гематоэнцефалический барьер. Который имитирует нормальную анатомию человека. Он также работал над 3D-печатью кожных трансплантатов. Которые можно наносить непосредственно на пострадавших от ожогов.

Подготовка к операции с использованием 3D-моделей

Подготовка к операции с использованием 3D-моделей

3D-печать в медицине — другое применение: создание реплик органов, специфичных для каждого пациента. Здесь проявляются преимущества 3д печати в медицине. Которые хирурги могут использовать для практики перед выполнением сложных операций. Было доказано, что этот метод ускоряет процедуры. И сводит к минимуму травмы для пациентов.

Этот тип процедуры успешно выполняется в хирургических операциях. Начиная с полной трансплантации лица и заканчивая процедурами на позвоночнике. И он становится обычной практикой.

3D-печать в медицине использовалась для создания реплик органа конкретного пациента, с которыми хирурги могли бы практиковаться перед выполнением сложных операций.

В Дубае в больницах есть мандат на свободное использование 3D-печати. Врачи успешно прооперировали пациента, перенесшего аневризму головного мозга в четырех венах. Они использовали 3D-модель ее артерий, чтобы определить, как безопасно перемещаться по кровеносным сосудам.

В январе 2018 года хирурги в Белфасте успешно практиковались для трансплантации почки 22-летней женщине. Они использовали 3D-модель почки ее донора.

Трансплантация была чревата осложнениями. Так как у ее отца, который был ее донором, была несовместимая группа крови. И у его почки была обнаружена потенциально злокачественная киста. Хирурги смогли оценить размер и расположение опухоли и кисты. Используя трехмерную печатную копию его почки.

3D-печать в медицине хирургических инструментов

3D-печать в медицине хирургических инструментов

Стерильные хирургические инструменты могут быть изготовлены с использованием 3D-принтеров. Такие как щипцы, гемостаты, ручки скальпеля и зажимы.

3D-печать не только производит стерильные инструменты. Некоторые основаны на древней японской практике оригами. Это означает, что они точны и могут быть сделаны очень маленькими. Эти инструменты могут использоваться для работы на крошечных участках. Не причиняя ненужного дополнительного вреда пациенту.

Одним из основных преимуществ использования 3D-печати по сравнению с традиционными методами производства хирургических инструментов является то, что производственные затраты значительно ниже.

Изготовленное на заказ протезирование

3D-печать в области медицины используется для изготовления протезов. Которые настраиваются в соответствии с потребностями пользователя. Люди с ампутированными конечностями обычно ждут недели или месяцы, чтобы получить протез по традиционному маршруту.

Тем не менее, 3D-печать значительно ускоряет процесс. А также создает гораздо более дешевые продукты. Которые предлагают пациентам те же функциональные возможности, что и традиционно изготавливаемые протезы.

Более низкая цена этих продуктов делает их особенно пригодными для использования с детьми. Которые быстро перерастают свои протезы.

3D-печать также используется для изготовления протезов по индивидуальному заказу.

3D-печать также позволяет пациенту разработать протез, который напрямую соответствует его потребностям. Например, Body Labs создала систему, которая позволяет пациентам моделировать свои протезы на собственных конечностях посредством сканирования. Чтобы создать более естественную форму и внешний вид.

Лекарства

3D-печать лекарств постепенно становится популярной. Благодаря многочисленным преимуществам как для конечного потребителя, так и для фармацевтических компаний. Многие фирмы также изучают 3D-печать лекарств для снижения затрат, а также для создания лекарств по запросу.

Согласно отчету исследовательской компании Brandessence Market Research, мировой рынок лекарств с помощью 3D-печати оценивался в 272,17 миллиона долларов в 2018 году. Как ожидается, достигнет 437,04 миллиона долларов к 2025 году со среднегодовым темпом роста 7,0% за прогнозный период.

3D-печать лекарств произвела революцию в фармацевтическом секторе. И это очевидно. Поскольку теперь все больше компаний стремятся производить лекарства с помощью 3D-печати.

Плюсов у этой технологии много. Merck, одна из ведущих научно-технологических компаний, вступила в партнерство с компанией Additive Manufacturing Customized Machines (AMCM) для производства лекарств с помощью 3D-печати.

Для этого проекта компания использует технологии наплавки в порошковой среде, в частности лазерное спекание. Эта технология аддитивного производства будет эффективной для производства низкомолекулярных лекарств.

Кроме того, Merck намеревается развивать ее как технологию, совместимую с GMP. Она будет предоставляться в качестве услуги (организация клинических разработок и производства, CDMO) клиентам в фармацевтической промышленности.

В 2015 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило первый напечатанный на 3D-принтере лекарственный препарат SPRITAM (леветирацетам), созданный Aprecia Pharmaceuticals для лечения судорог.

3D-печать лекарств стоит в авангарде будущего медицины. Поскольку FDA работает над формулированием нормативной базы для них. Хотя лекарство остается единственным лекарством, напечатанным на 3D-принтере, в настоящее время одобренным FDA.

Книги о 3д-печати по теме можно приобрести в нашем интернет-магазине

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook