3D-принтеры в медицине

Человечество стоит 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.

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 принтере

Искусственный тазобедренный сустав.

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. 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.

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.

3d принтеры в хирургии и стоматологии

3d принтеры в стоматологии

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

Ухо на 3d принтере

ухо на 3d принтере

Инженеры Принстонского университета разработали бионическое ухо, которое содержит чувствительную к радиоволнам антенну и живые клетки. 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. 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. А в клиниках, за дополнительную плату людям будут печатать протезы, учитывающие мельчайшие индивидуальные особенности человека. Это огромный скачок вперед в вопросе борьбы с инвалидностью. А пациент, обратившийся в травмпункт с переломами, ушибами и растяжениями. Врач сможет не только сделать  рентген, но и  получить 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.

 С развитием 3d принтеров будут развиваться и 3d сканеры. Сейчас активно идёт сдвиг в сторону консультаций на расстоянии, когда пациент может послать своему лечащему врачу рентген, ЭКГ по e-mail, чтобы услышать его мнение. В будущем, возможно будет, например, отсканировать свою челюсть и отправить стоматологу для профилактической проверки. Может этого и не случится, но сейчас технологии развиваются настолько быстро, что нельзя с уверенностью говорить, что что-то невозможно.

Источник: http://medicena.ru/blogpost/3d-printeryi-v-meditsine-ih-nastoyashhee-i-budushhee/