3d принтеры в медицине, их настоящее и будущее

Мы стоим на пороге революции в производстве. Причем значение и масштабы перемен могут быть сопоставимы с изобретением конвейера, который в корне изменил существующие отрасли производства и позволил развиться новым. 3d печать уже сейчас достигает значительных высот. Никогда раньше не было так просто сделать много разных прототипов приборов, как сейчас. И не только прототипов, с помощью 3d принтера напечатали работающий пистолет. Многие эксперты предсказывают создание фабрик нового формата, которые не будут специализироваться на нескольких видах однотипной продукции, а которые смогут производить буквально всё что угодно.

Давайте посмотрим, каких успехов 3d принтеры уже смогли добиться в медицине и какие у них перспективы:

Череп на 3d принтере

череп 3d  принтер

Компания Oxford Performance Materials, штат Коннектикут, США сообщила об успешно проведенной операции, в результате которой пациент получил имплантант куска черепа, после того, как была создана точная модель его черепа с помощью 3D сканера. Эта модель учитывает все индивидуальные особенности строения черепа пациента и характера травмы и позволяет изготовить идеально подходящий имплант.

Причем напечатанный череп не является монолитным куском пластмассы, он создан из 23 костей из которых состоит наш череп. На его поверхности выгравированы все мелкие детали.

На изготовление подобного черепа ушло 2 недели после сканирования. Это уже сейчас помогает многим людям в США с черепно-мозговыми травмами.

Протезы на 3d принтере

Протезы на 3d принтереИскусственный тазобедренный сустав. Фото Colin Druce-McFadden

С помощью 3d принтеров уже печатают многие протезы, причем с учетом индивидуальных особенностей человека. Так на выставке Inside 3d printing было представлено много разных протезов, причем даже особенно сложных, которые в реальной жизни испытывают сильные нагрузки. Чтобы повысить их прочность, в протезах оставляют специальные микрополости для миграции собственных клеток костной ткани пациента. Именно по такой технологии работают компании Lima и Adler, которые изготавливают уже применяющиеся в клинической практике протезы тазобедренных суставов, которые можете увидеть на фото.

Фрагменты печени на 3d принтере

Сотрудники американской компании Organovo научились создавать небольшие искусственные фрагменты печени, используя для этого 3D принтер. Это ещё один огромный шаг к печатанию живой ткани на 3d принтерах.

Ткань создается на 3D принтере аналогично обычной печати, однако вместо различных красок используются разные типы клеток. Для создания прототипа искусственной печени специалисты компании использовали три типа клеток: гепатоциты, звездчатые клетки и клетки эпителия, выстилающего кровеносные сосуды.

Полученные искусственные ткани сейчас применяются для испытаний и тестирования лекарств.

Как показывает практика, клетки в искусственной ткани начинают образовывать полноценные контакты, производить альбумин и цитохромы, а также выполнять другие функции печени, что позволяет говорить о достоверности результатов тестирования.

Более того, искусственная ткань способна автономно существовать пять дней, в то время как культуры клеток требуется пересевать каждые два-три дня.

Межпозвоночные диски на 3d принтере

межпозвоночные диски на 3d принтере

Повреждение межпозвоночных дисков — достаточно распространенное заболевание. Команда ученых из Корнеллского университета (США) сейчас разрабатывает методику восстановления поврежденных межпозвоночных дисков с помощью 3D принтера.

Для этого используется особый материал с высоким содержанием стволовых клеток. С этим материалом и будет работать 3D принтер. Как только стволовые клетки начинают контактировать с «родными» клетками межпозвоночного диска, они трансформируются в соответствующие ткани, восстанавливая, таким образом, поврежденные места. Через пару недель пациент должен быть здоров и не испытывать проблем с обновленным диском.

Реализация технологии находится на завершающем этапе. Уже завершились опыты над крысами. На себе эту методику испытали около 100 «пациентов» и все поправили своё здоровье. Сейчас переходят к завершающему этапу — проверять технологию на людях.

Самое интересное и интригующее заключается в том, что при полном разрушении диска лаборатория может создать полностью новый диск, который будет идеально подходить для позвоночника именно этого конкретного пациента. Это настоящая революция в сфере лечения заболеваний спины, и без преувеличений миллионы человек являются потенциальными пациентами, которые запишутся на эту процедуру. Перед тем как пройти испытание на людях нужно получить несколько формальных подтверждений и одобрение от Администрации по контролю за продуктами питания и лекарствами США.

3d принтеры в хирургии и стоматологии

3d принтеры в стоматологии3D принтеры позволяют хирургам быстро изготовлять недорогие 3D модели для получения информации, что сокращает время операции, улучшает коммуникацию между пациентом и врачом и ускоряет выздоровление больного.

Для удачной ортопедической и челюстно-лицевой операции – чрезвычайно важно точное построение контура имплантанта. Можно сказать, что это вопрос благополучия и здоровья пациента.

Также и в стоматологии 3d принтеры позволяют делать временные коронки.

Ухо напечатанное на 3d принтере

ухо на 3d принтереИнженеры Принстонского университета разработали бионическое ухо, которое содержит чувствительную к радиоволнам антенну и живые клетки. Работа с описанием устройства опубликована в журнале Nano Letters, а ее краткое содержание можно прочитать в пресс-релизе университета.

Основной задачей создателей этого уха стала отработка технологии совмещения электрических и биологических компонентов в единой живой ткани. Потенциально такие устройства можно использовать не только для «расширения слухового диапазона в область радиочастот», но и, например, для дистанционного контроля за состоянием протезов.

Перспективы 3d принтеров в медицине

На самом деле перспективы огромны. Особенно если учесть тот факт, что они быстро дешевеют и еще быстрее совершенствуются. Помните про китайца, который сам сделал себе протезы рук и теперь продает их всем желающим за 500 долларов? А теперь представьте, что у каждого человека есть дома 3d принтер, а в интернете в свободном доступе лежит огромное количество макетов и шаблонов для протезов. Так что абсолютно любой желающий сможет их скачать и самостоятельно напечатать себе протезы. А в клиниках, за дополнительную плату людям будут печатать протезы, учитывающие мельчайшие индивидуальные особенности человека. От таких мыслей просто захватывает дух. Это огромный скачок вперед в вопросе борьбы с инвалидностью.

А теперь давайте перенесемся в травмпункт, куда часто обращаются люди с переломами, ушибами и растяжениями. Чтобы обнаружить причину боли врач осматривает поврежденное место и делает рентген. А теперь представьте, что вместе с рентгеном он получает напечатанную 3d модель сломанной конечности. И так довольно низкие шансы на ошибку сократятся практически до нуля. А хирург, получив отсканированную и напечатанную область того места, которое он планирует оперировать, будет намного лучше готов к операции.

Сейчас проводится множество успешных экспериментов по печатанию живой ткани на 3d принтерах. В настоящее время на этой ткани в основном проводятся испытания, но если все будет развиваться такими же быстрыми темпами, то лет через 10 начнут печатать некоторые органы.

Можно уверенно говорить, что с развитием 3d принтеров будут развиваться и 3d сканеры. По аналогии с тем как бок о бок шло развитие обычных сканеров и принтеров. Сейчас активно развиваются соцсети: трудно найти человека, который нигде не зарегистрирован, врачи также часто пользуются ими. Есть даже специализированные социальные сети для врачей. Сейчас активно идёт сдвиг в сторону консультаций на расстоянии, когда ты можешь послать своему лечащему врачу рентген, ЭКГ, что-либо ещё по e-mail, чтобы услышать его мнение. 3d сканеры открывают много новых возможностей для консультирования на расстоянии – можно будет, например, отсканировать свою челюсть и отправить стоматологу для профилактической проверки. Отправить отсканированные 3d модели внутренних органов, чтобы врачи смогли оценить, есть ли паталогии или нет.

Конечно, многое из того что здесь написано – фантазии и десятилетние перспективы. Но кто знает, сейчас технологии развиваются настолько быстро, что нельзя с уверенностью говорить, что что-то невозможно. Как говорится, поживем-увидим. Но от перспектив и возможностей захватывает дух.

Следите за обновлениями Вконтакте, в Фейсбуке и в Твиттере

Читайте также

comments powered by Disqus

Новые статьи на сайте

Мы в соцсетях



 Subscribe in a reader