Применение 3D-печати в медицине: инновации в здравоохранении

Применение 3D-печати в медицине становится все более распространенным благодаря прогрессу технологий. Возможность настройки и создания тестовых моделей делает этот инструмент бесценным для планирования хирургических вмешательств, стоматологии и создания протезов. Существуют более сложные применения этой технологии, над которыми медицинские специалисты начинают работать. То, что когда-то казалось лишь фантазией, теперь становится реальностью.

Краткая история медицинской 3D-печати началась с ее патентования в начале 1980-х годов. В 90-е годы она нашла применение в медицине, прежде всего для планирования хирургических операций.

Одной из распространенных практик стало использование КТ (компьютерной томографии) для создания 3D-моделей, которые затем могут быть распечатаны. Например, Маккейская больница в Квинсленде, Австралия, известна своими современными технологиями и внедрением инноваций. Врач Джонатан Дэвис рассказывает о преимуществах использования 3D-принтеров в их работе.

"Мы можем создавать модели переломанных костей или деформаций, что предоставляет хирургам тактильное представление о структуре костей. Это значительно облегчает хирургическое вмешательство и повышает понимание хирургов о геометрии. Мы также можем использовать эти модели для тестирования имплантатов и металлических конструкций, чтобы определить, какое оборудование лучше всего подходит для фиксации переломов."

Эволюция медицинской 3D-печати началась в начале 1980-х годов, когда были запатентованы первые устройства. В 90-е годы этот метод уже применялся в медицинской практике, прежде всего для создания 3D-моделей в хирургическом планировании.

Одним из распространенных методов является использование компьютерной томографии (КТ) для получения данных, которые затем используются для 3D-печати. В больнице Маккей в Квинсленде, Австралия, где активно внедряются новейшие технологии, также было принято использование 3D-печати в исследованиях. Доктор Джонатан Дэвис делится своим опытом использования 3D-принтеров в клинической практике.

"Мы можем создавать модели переломов и деформаций костей, что обеспечивает хирургам тактильное представление о структуре костей. Это упрощает проведение операций и помогает хирургам лучше понять геометрию анатомических образований. Мы также можем использовать эти модели для тестирования различных имплантатов и металлических конструкций, чтобы определить, какое оборудование наилучшим образом подходит для фиксации переломов."

3D-печать в медицине - сканирование и печать перелома кости пятки

Врач Дэвис отмечает, что возможность сократить время операции за счет заранее ознакомления хирургов с процедурой и анатомической структурой является значительным преимуществом применения 3D-печати. Кроме того, просмотр готовых моделей помогает пациентам понять суть предстоящей процедуры. Кроме того, возможность 3D-печати на основе результатов сканирования КТ становится доступной даже для обычных пользователей настольных 3D-принтеров дома. Проверьте видео на YouTube ниже, чтобы узнать, как Эндрю Синк преобразует свое собственное сканирование позвоночника в файл формата STL благодаря программному обеспечению с открытым исходным кодом Invesalius, а затем печатает его на принтере Original Prusa.

Где конкретно 3D-печать помогает в стоматологии?

В создании всех видов зубных моделей: брекетов, мостов, выравнивающих аппаратов, хирургических направителей, полных протезов, временных реставраций, постоянных коронок и т. д. Если ранее пациентам приходилось использовать глинистую массу, которая застывала в форме для создания некоторых зубных моделей, то сейчас эту задачу выполняют внутриротовые сканирование и 3D-печать, делая процесс более точным и быстрым.

Постоянные коронки - 3D-печать от компании Trumpfs

Очевидно, что высокая стоимость внутриротового сканера (от 10 до 20 тысяч на момент написания этого текста) является одним из основных недостатков для небольших стоматологических лабораторий в настоящее время. Это вызвано не только дороговизной самого сканера, но и требованием определенных навыков и обучения для получения точных 3D-сканов. Применяемые для стоматологических печатных изделий принтеры SLA, DLP или SLS, в основном, доступны по более низким ценам.

В условиях пандемии COVID, когда поощряется уменьшение контактов с людьми, цифровая стоматология может стать более актуальной и востребованной.

3D-напечатанные протезы

Возможность 3D-печати высоко индивидуализированных объектов сделала протезирование намного доступнее, комфортнее, функциональнее и привлекательнее. Эти протезы также обладают дополнительными функциональными возможностями, которых ранее не было у традиционных протезов. Например, протезы для рук имеют больше типов захвата.

Особое внимание заслуживает проект Openbionics. В конце прошлого десятилетия Openbionics сотрудничали с компаниями Голливуда и Диснея и получили разрешение на использование защищенных авторским правом дизайнов для своих протезных рук для детей. Так называемая "Героическая Рука" может иметь дизайн супергероя из популярного фильма или мультфильма. Новейшую коллекцию можно посмотреть на их веб-сайте.

Индивидуальные слуховые аппараты

Такие настраиваемые слуховые аппараты печатаются с использованием смол 3D-принтеров. Аудиолог сканирует канал уха пациента, а затем 3D-печатает настраиваемую оболочку. Затем электроника вставляется в оболочку, и готово. Это намного удобнее, чем раньше, и готовый к использованию слуховой аппарат, изготовленный на заказ, имеет уникальный оттенок цвета кожи.

3D-биопечать

Для обычного человека биопечать ассоциируется с сценой из научно-фантастического фильма, когда части тела персонажа восстанавливаются после страшной травмы. На данный момент возможно только восстановление определенных тканей, и в печати целых органов есть очень мало успеха. 3D-принтер оснащен шприцами с биоматериальными "чернилами", которые экструдируют нужное количество слой за слоем.

Инструменты, приборы и оборудование

Значительная роль 3D-печати в здравоохранении заключается в создании инструментов. Зажимы, щипцы, гемостаты могут быть 3D-напечатаны для конкретной хирургической операции в необходимом количестве и быстро. Такие предметы гораздо дешевле в производстве и стерильны.

COVID - ЗИЗ и клапанные клапаны

Это инструменты и оборудование, которые можно 3D-напечатать и использовать в здравоохранении. Если предыдущая тема описывала 3D-печатные изделия, которые не были чрезвычайно необходимы, то следующие объекты должны были быть 3D-напечатаны в чрезвычайной ситуации.

Наши предыдущие статьи: 

Как создают упаковку из термоформованного поликарбоната методом 3D-печати

5 советов по упрощению использования целей для 3D-сканирования

Инновации в 3D-печати электроники