Пять способов 3D печати которые измененят медицину — Код НЛО | UFO code

Технология 3D-печати настроена на революцию в медицине от протезирования и тканевой инженерии, до специализированных лекарств, которые производятся по требованию.

Пять способов 3D печати которые измененят медицину

Технология 3D-печати настроена на революцию в медицине от протезирования и тканевой инженерии, до специализированных лекарств, которые производятся по требованию. 

Прежде чем вставлять и расширять стент размером с ручку в чью-то аорту, шлангоподобная артерия, которая переносит нашу кровь от сердца, хирург Джейсон Чуэн любит практиковать пациента сначала. Конечно, нет, но в пластике.

Это объясняет 3D-принтер в его офисе и ярко окрашенные пластиковые аорты, которые выстраивают его подоконник в больнице Остина в Мельбурне. Они все моделируются от реальных пациентов и распечатываются из КТ, ультразвуков и рентгеновских лучей.

«Используя модель, я могу более легко оценить, что стент имеет нужный размер и подходит именно так, когда я его развертываю», - говорит г-н Чуен, директор по сосудистой хирургии в Austin Health и клинический сотрудник Университета Мельбурна 

3D модель руки человека

Технология 3D-печати, по его словам, собирается трансформировать медицину, будь то хирургические модели, специфичные для пациента, выполненные на заказ протезы, персонализированные лекарства по требованию или даже трехмерные печатные ткани человека. И его подход «сделай сам» теперь превратился в трехмерную лабораторию медицинской печати в больницу при содействии Департамента машиностроения Университета Мельбурна.

«В настоящий момент 3D-печать находится на переднем крае медицинских исследований, но в будущем технология будет восприниматься как само собой разумеющееся всеми в области здравоохранения», - говорит г-н Чуэн.

На его основной 3D-печати используется технология компьютерного наведения для создания 3D-объектов из цифровых планов путем нанесения слоев материала, такого как нагретый пластик, или порошков в случае металлов и керамики. Он используется для печати чего-либо от игрушек и продуктов питания до военных кораблей, производящих запасные части по требованию и даже беспилотные летательные аппараты. Медицина - еще одна граница.

3D-пластиковая аорта. Картина: Лаборатория медицинской печати Austin Health 3D

В Медицинском журнале Австралии г-н Чуэн и его коллега из Остина Д-р Jasamine Coles-Black недавно опубликовали статью, направленную на то, чтобы предупредить медицинских специалистов о возможности трехмерной печати. Вот их пять лучших областей, в которых 3D-печать настроена на изменение медицины:

БИОПРИНТИНГОВАЯ И ТРАНСПОРТНАЯ ТЕХНИКА

Это звучит как что-то из Франкенштейна, но можем ли мы в конечном итоге 3D напечатать человеческие органы? Не совсем, говорит г-н Чуэн. Но он убежден, что в будущем мы сможем 3D-печать структур ткани человека, которые могут выполнять основные функции органа, заменяя необходимость в некоторых трансплантациях.

Ученые уже используют 3D-печать для создания «органоидов», которые имитируют органы в крошечной шкале и могут использоваться для исследований. Они построены с использованием стволовых клеток, которые могут стимулироваться, чтобы вырасти в функциональную единицу конкретного органа, такого как печень или почка. Задача, которую он говорит, состоит в том, чтобы увеличить органоиды в структуру, которая могла бы увеличить повреждающий орган внутри пациента.

Такая «биопринтинг» включает в себя использование управляемой компьютером пипетки, которая захватывает культуры клеток, взвешенных в растворе, богатом питательными веществами, и «отпечатывает» их в слоях, суспендированных в геле. Без геля клетки просто превратились бы в водянистую путаницу. Проблема говорит, что г-н Чуэн - это то, что когда-то внутри геля, клетки могут умереть в считанные минуты. Это не проблема для небольших структур, таких как органоиды, которые могут быть быстро построены, а затем перенесены обратно в раствор питательных веществ. Но это проблема при попытке сделать нечто большее, как орган, потому что исходные слои клеток умрут до того, как орган будет завершен.

«Если не будет какого-то прорыва, который позволит нам сохранить живые клетки, пока мы их печатаем, то я думаю, что печать полного человеческого органа останется невозможной. Но там, где есть потенциал, приходится разрабатывать, как надежно строить органоиды или компоненты, которые мы могли бы затем связывать вместе, чтобы заставить их функционировать как орган », - говорит г-н Чуэн.

ФАРМАКОЛОГИЯ

Люди, страдающие от ряда недугов, таких как пожилые люди, часто зависят от приема нескольких таблеток в течение дня. Но представьте, может ли одна таблетка заменить десять таблеток, которые назначил ваш врач? По словам г-на Чуена, трехмерная печать находится на пути к тому, чтобы сделать это возможным, открыв совершенно новый мир специализированных лекарств.

Вместо того, чтобы просто вставлять один препарат в таблетку, предназначенную для растворения и отпускания лекарственного средства в установленное время, точность таблеток для 3D-печати может быть разработана для размещения нескольких препаратов, все с разным временем выпуска. Для пациентов с диабетом и гипертонией уже разработана трехмерная печатная «полипилл», которая содержит три разных препарата.

Возможно, что в будущем вместо рецепта ваш врач даст вам цифровой файл с инструкциями по печати.

ХИРУРГИЧЕСКИЙ РЕАЛ

Исследования хирургов с использованием трехмерных печатных моделей для репетиции процедур показали, что операции могут быть выполнены быстрее и с меньшей травмой для пациентов. Потенциальная экономия затрат является значительной. Как указывает г-н Чуэн, работа в операционной может стоить AUD $ 2000 в час. То есть за AUD $ 30 в минуту.

3D-печатная почка с опухолью в синих и кровеносных сосудах розового и фиолетового цвета. Такие модели используются хирургами для репетиции плана операции. Картина: Лаборатория медицинской печати Austin Health 3D

Г-н Чуэн и д-р Коул-Блэк сами начали печатать копии почек пациентов, чтобы помочь хирургам в Остине планировать удаление опухолей почек. Такие жесткие пластиковые модели можно сделать более реалистичными, напечатав их в более дорогом гибком материале, таком как термопластичный полиуретан. Материальная стоимость жестких пластмассовых аортов в офисе г-на Чуена составляет около 15 долларов США, тогда как при печати в мягкой пластмассе стоимость может вырасти до 50 долларов США.

Реальная стоимость в трехмерных печатных биологических моделях - это не только материалы или принтеры, но и программное обеспечение, используемое для перевода сканирований в файлы для принтера. Программное обеспечение 3D-сегментации г-н Чуэн использует затраты около 20 000 австралийских долларов в год.

НАСТРОЕННАЯ ПРОТЕЗИРОВКА

Как только трехмерная печать начала снимать, люди быстро увидели возможность создания любительского протезирования для своих питомцев - от щенков до гусей и даже черепах. В отличие от людей, не было цепочки протезов для домашних животных. Но массовое протезирование, скорее всего, ушло в прошлое, поскольку трехмерная печать все чаще используется для производства протезов, которые точно соответствуют потребностям пациента.

«Например, при замене тазобедренного сустава хирургам необходимо вырезать и развить кость пациента, чтобы соответствовать протезу, но в будущем это будет нормально для 3D-печати протеза, подходящего для пациента», - говорит он.

РАСПРОСТРАНЕННАЯ ПРОДУКЦИЯ

Подобно тому, как 3D-печать позволяет настраивать производство лекарств и устройств, сама продукция, вероятно, станет локализованной. Склады, которые полны упакованных лекарств и протезирования, в будущем, вероятно, будут заменены цифровыми файлами проектов, которые больницы и аптеки смогут загружать и печатать по требованию с использованием хранимого сырья, говорит г-н Чуен.

Такое распределенное производство, по его словам, может сделать лекарства и устройства более справедливо доступными во всем мире, если в местной больнице, например, имеется технология печати и доступ к сырью.

Однако г-н Чуэн предупреждает, что распределенная продукция будет представлять новые риски для обеспечения контроля качества конечных продуктов. Для этого потребуется фундаментальный переход от поставщика к тому, где изготавливаются лекарства или устройства. «Это представляет собой огромный сдвиг, и нам нужно разобраться, как он может работать. Но если мы получим правильное регулирование, тогда он будет трансформировать доступ к медицинским продуктам ».

Но для г-на Чуена непосредственная общая задача в области медицинской 3D-печати заключается в том, что сами медицинские специалисты справляются с этой технологией, потому что это их клинический опыт, необходимый для успешного применения.

«Это революционная технология, которая сделает медицинскую помощь лучше и быстрее, и более персонализирована. Но нам нужно, чтобы более медицинские специалисты начали изучать и экспериментировать с тем, что может сделать эта новая технология, потому что многие вещи, которые мы считаем невозможными, теперь становятся возможными. Я думаю, мы движемся к миру, где, если вы можете себе это представить, вы сможете его распечатать, поэтому нам нужно начать воображать ».
Нравится
Не нравится
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!

Другие новости

Подводные НЛО

Как будто понимая свое превосходство, загадочный объект даже не пытался скрыться и крутился около военных

Лекарь из иного мира

Туманная фигура слегка покачнулась в дверях, и из её горящих глаз ударили в Бориса два луча света." Конец сентября 1991 года. Самое начало бабьего лета. Город Батайск Ростовской области. Семь часов вечера.

Авторизация

Поделиться ...