3D-imprimante: o revoluție în medicină

Video: oamenii de știință ruși au creat prima imprimantă 3D a țării pentru metale

conținut

Video: oamenii de știință ruși au creat prima imprimantă 3d a țării pentru metale
Ce este 3d-press?
Dinți, membrelor și aparate auditive
Dispozitivele implantabile
țesut viu

Sidney Kendall (Sydney Kendall) a pierdut brațul drept la cot într-un accident pe barca atunci când ea avea doar 6 ani. Acum, că Sidney a fost de 13, ar trebui să fie în fiecare zi pentru a folosi membrele artificiale.

Dar aceste produse nu se poate compara practic ( „nu la fel de cool“, cum spune ea Sidney), cu o nouă proteză din plastic de culoare roz, imprimate 3D-imprimantă.

Această mână a fost dezvoltat de comandă specială personal la Sydney această primăvară, este făcută în culoarea dorită.

Dezvoltatorul de proteză a devenit student la Universitatea Washington din St Louis, care a colaborat cu medicii Spitalul Shriners Hospital. Este de remarcat că Sidney și părinții ei au putut urmări chiar și procesul de imprimare.

„Pentru a face fiecare deget, ai fost doar 7 minute. Am fost cu toții impresionați, „- a spus Beth Kendall, mama Sidney.

Când fata a venit la școală cu o nouă proteză, colegii ei au fost, de asemenea, incantati de proiectare. Ea a spus: „Toata lumea a placut noua ta mână, te uiți atât de cool. Vei fi o celebritate!“.

Robotic mână cu PIN-ul de control ajută la Sydney pentru a prinde o minge de baseball, pentru a gestiona un mouse de calculator, să ia o ceașcă de cafea.

Pretul problemei? Aproximativ 200 $. proteze robotizate tradiționale în SUA poate costa $ 50000 la 70000, și va trebui să fie înlocuit ca copilul va creste.

„Copiii, de obicei, nu primesc proteze robotizate, din cauza costului ridicat al acestora“, - a spus mama Sidney.

proteze robotizate, imprimate personalizate 3D-imprimanta - acest lucru este cu adevărat o nouă eră în medicina personalizată.

De la protezare la valve cardiace - tehnologie 3D de imprimare oferă oportunități incredibile pentru a crea dispozitive medicale personalizate. Experții spun că astăzi, zeci de spitale din SUA experimentează au 3D imprimante, iar cercetătorii vin cu mai multe aplicații și mai incredibile ale acestei tehnologii, pentru a imprima până la organele umane.

Pentru a ajuta cercetatorii din intreaga lume pentru a partaja experimentele lor în domeniul 3D-imprimare, US National Institutes of Health a lansat rețeaua în iunie 2014, permite utilizatorilor înregistrați să încarce desene ale unor astfel de produse.

«3D-imprimare - o potențială revoluție în regulile jocului în cercetarea medicală. Aici, la National Institutes of Health, observăm o rentabilitate a investiției incredibil: plastic kopek ajuta oamenii de stiinta rezolva probleme tehnologice complexe, economisind milioane de dolari și timp prețios“, - a declarat directorul NIH Dr. Francis Collins (Francis Collins).

Unul dintre cercetatori de lider in acest domeniu Dr. Anthony Atala (Anthony Atala), director al Institutului de Medicina regenerativa, Wake Forest (Wake Forest Institute de Medicina regenerativa), cel mai bine înțelege perspectivele 3D-imprimante. El a creat deja un ficat in miniatura, care „trăiește“ într-un vas Petri, controale pentru noi medicamente și servește ca un prototip pentru crearea de agenții viitoare.

Ce este 3D-press?

Imaginati-o imprimanta cu jet de cerneală, care în loc de pulverizare literele de cerneală și de imprimare cu jet de ieșiri bystrozastyvayuschego gel de plastic sau metalic, care dobândesc forma dintelui sau a unei îmbinări cu degetul. Un astfel de dispozitiv are nevoie de o echipă de trei-dimensională de scanare CT sau MR, care transmite parametrii exacți ai părții corpului pe care doriți să le copiați. imprimeuri 3D imprimantă obiecta treptat, provocând stratul de material cu strat.

Deși 3D imprimante au existat încă din anii 1980, utilizarea medicală a acestui dispozitiv unic devenit gândească serios doar în ultimii ani. 3D-imprimantă poate crea mult mai complexe forme geometrice, decât industria tradițională, care ar fi necesitat numeroase spații libere și forme speciale pentru fiecare dintre aceste produse. Deci, acum aveți posibilitatea de a imprima o copie exactă a osului sau în comun, și va costa bani.

Procesul economisește timp și bani prin transferul producției de dispozitive medicale, cum se spune, la patul pacientului. date exacte nimeni, dar un profesor de inginerie biomedicala Hollister Scott (Scott Hollister) consideră că, în spital din SUA într-o formă sau alta au fost folosind mai multe zeci de imprimante 3D.

Dinți, membrelor și aparate auditive

3D imprimare a fost utilizat pe scară largă pentru producerea de diferite părți ale corpului (în mod normal, realizat din material plastic și metal), care sunt în contact cu țesuturile, dar nu intra in fluxul sanguin. Acestea includ dinți, aparate auditive și proteze.

„In trecut, coroane dentare sunt realizate într-un laborator dentar, care ar putea dura mai multe zile, iar pacienții ar trebui să fie 2-3 pentru a face vizita la dentist“, - spune Dr. Tsang Chuck (Chuck Zhang), instructor de inginerie industrială și sisteme de la Georgia Institute of Technology (Georgia Tech). Astăzi, medicul dentist poate face doar 3D-imagine a dintelui și o coroană imprimat pe loc.

Aceasta tehnologie ofera pacientilor dupa amputare, cum ar fi Sydney, o alternativă la proteze inspaimantatoare și nepractice obișnuite. Studio 3D de imprimare de multe ori dezvolta proteze cu clienții care vă permite să creați o operă de artă, ceea ce va face nu numai viața mai ușoară, dar, de asemenea, provoacă emoții pozitive în altele.

Dr. Tsang si colegii sai de la Georgia Tech lucrează în mod activ la crearea de noi proteze pentru veteranii de război. Echipa sa utilizează materiale pentru 3D-imprimare pentru a crea buzunare protetice care se adaptează la schimbările în nivelurile de lichid în organism. Dacă este necesar, aceste buzunare devin mai moi sau mai ferm, astfel încât să nu provoace disconfort la purtarea protezei.

dispozitivele implantabile

Plastic și metal pentru 3D imprimante, si sunt deja utilizate în corpul uman. Medicii de la Spitalul de Copii Mott pentru copii&rsquo-s Spitalul, Universitatea din Michigan, în 2012, a salvat vietile a doi copii, care le implantează imprimate căile respiratorii.

Acești copii au avut o anomalie congenitală rară - traheobronhomalyatsiya. Fara tratament, caile respiratorii lor slabe să dispară, iar copiii s-ar fi murit. Singurul tratament - o traheostomie și o conexiune la un ventilator, în speranța că, în câțiva ani, căile lor respiratorii sunt suficient să crească mai puternic.

Din coșmarul copiilor salvat noua tehnologie. A 17-luni-vechi Peterson Garrett (Garrett Peterson) nu a existat nici un semn că căile respiratorii ale ventilată devin mai puternici și va dezactiva copilul. Medicii din Utah, unde a fost tratat, a făcut tot ce este posibil.

„Totul trebuia să fie perfect în lume. Garrett nu a putut plânge pentru că era albastru. A trebuit să-l păstrați tot timpul într-un cadru fericit de spirit, dar era imposibil - întotdeauna păstrați-l pe masina“, - spune tatăl copilului.

Peterson citit un articol despre modul în care un copil cu o problemă similară medicii universitare din 2012 Implantat tipărite trahee 3D-imprimantă. Ei au decis să nu tărăgăneze și a apelat la el.

Bazat pe imaginile CT ale tractului respirator Garrett chirurg Dr. Green (verde), si profesor de inginerie biomedicala Hollister proiectat si tub de respiratie personalizate imprimate, ceea ce ar permite copilului sa respire pe cont propriu. De-a lungul timpului, corpul său a trebuit să „absoarbă“ proteză, și căile respiratorii să rămână deschise de la sine.

Mai târziu, în spital Mott pentru copii&rsquo-s Spitalul a efectuat prima procedura de acest fantastic.

„Cred că a fost un exemplu perfect de utilizare a 3D-imprimante într-o situație de viață sau de moarte“ - Hollister a spus el.

Costul traheostomie și întreținerea ulterioară a acestor copii pe ventilație mecanică este de aproximativ 1 milion de $ pe pacient. Dezvoltarea, exploatarea de imprimare și instalarea tubului de respirație, în funcție de Hollister, ar costa $ 200,000 la 300,000.

Chirurgii au implantat pacienti si alte dispozitive 3D. plasture craniana pentru umplerea cavităților dupa operatie pe creier, de exemplu. Plăci cranieni pentru înlocuirea fragmente mari de os craniu ca pacientii pierd ca urmare a unui traumatism sau a cancerului. Clinica Mayo (Clinica Mayo) și alte câteva spitale oferă deja proteză comun de inlocuire pe, imprimate cu ajutorul imprimantei 3D. Astfel de îmbinări personalizate minimiza cantitatea de interferență și de a reduce timpul de spitalizare.

FDA astazi detine doua laboratoare studiaza posibilitatea de 3D imprimante pentru producerea de dispozitive medicale.

țesut viu

medici și oameni de știință, cu excepția metal și plastic peste toată țara lucrează la finisarea 3D imprimante de viață a celulelor umane. Acest lucru a dat naștere la imprimarea țesutului viu, sau bioprintingu (bioprinting). Scopul principal al acestor lucrări - să învețe să tip de organe complete vii pentru transplant folosind celule proprii pacientului compatibilitate completă a lui.

Unii experți cred că în câteva decenii va revoluționa transplant. Pacienții nu vor muri cu miile, fără să mai aștepte un donator de organe. Se va lăsa în trecut un astfel de lucru teribil ca respingerea grefei.

Dr. Atala Wake Forest Institute spune că cercetătorii pot utiliza deja a creat un test de ficat in miniatura hepatotoxicitate de droguri. Oamenii de stiinta se asteapta ca aceasta metoda este mult mai precisă și mai umane decât testarea pe animale curente și voluntari pacient.

Inginerii biomedicale folosesc mai multe metode pentru a presei. Imprimanta creează schelet din plastic care pot fi apoi acoperite cu celule umane. Sau imprimanta poate injecta celule vii în gel de colagen, care păstrează structura corpului împreună. După imprimare, celulele trebuie să crească în cușcă timp de câteva săptămâni, în laborator, înainte ca organismul să poată funcționa în mod normal.

După instalarea autorității de a plasa rama este îndepărtată, și rămâne țesutul uman numai viu, perfect compatibil cu corpul destinatarului. În cazul în care copilul de transplant de organe, atunci el va fi capabil să crească odată cu ele, eliminând nevoia de re-transplant.

Bioengineers de la Universitatea Cornell (Universitatea Cornell) si la Universitatea din Michigan (Universitatea din Michigan) lucreaza mai intens pe acest concept. Multe laboratoare au organe de imprimare lungi pentru testarea de droguri, și producția de patch-uri pentru organe deteriorate - este la vedere.

Potrivit profesorului Hollister, în viitorul apropiat medicale 3D imprimante va fi absolut în fiecare instituție, și-a schimbat dincolo de aspectul de recunoaștere a sănătății.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit