Полезные материалы

Применение 3D-принтера в медицине

Теги:

Медицина стала одной из первых отраслей, которая оценила потенциал 3D-принтеров. Двигаясь от простого к сложному, ученые ведущих медицинских исследовательских центров разрабатывали технологии и подбирали материалы для печати зубов, макетов частей тела, создавали протезы и имплантаты и даже открыли метод печати биологическим материалом.

Сегодня возможность объемной печати физических объектов стали использовать в таких медицинских сферах, как:

1. Протезирование

Сюда входят все отпечатанные металлические или пластиковые протезы, которые контактируют только с тканями и не включены в цикл кровообращения. Полностью функциональные конечности позволяют людям, потерявшим их, жить полноценной и насыщенной жизнью. Зачастую такие протезы разрабатываются вместе с пациентом, с учетом всех его пожеланий к внешнему виду устройства. Модели не только учитывают индивидуальные анатомические особенности человека, но и могут подстраиваться под изменения уровня жидкости в организме благодаря эластичным внутренним вкладкам. Еще одним преимуществом таких протезов, помимо функциональности, является их стоимость, которая многократно ниже, чем цена механической конечности. К примеру, рука, напечатанная на 3D-принтере, стоит 200 долларов, а цена механической руки начинается от 50 тыс. долларов.

 

1431583576664.jpegФункциональные протезы конечностей, распечатанные на 3D-принтере, позволяют людям жить обычной жизнь без каких-либо ограничений

 

2. Стоматология

Как уже упоминалось выше, эта область стала использовать 3D-печать одной из первых. Если раньше, до открытия возможностей аддитивных технологий, стоматологические коронки изготавливались несколько недель зубными техниками, то теперь врач может прямо на месте распечатать коронку по 3D-снимку зуба пациента. Полученный результат будет отличаться абсолютной точностью, в отличие от коронок, сделанных вручную.

 

d756375401ec45d91744d4d3f7fd0197.jpgОтпечатанные зубные коронки более качественные и дешевые, чем те, что выполнены вручную

 

3. Имплантация

Речь идет о внутренних органах, задействованных в кровотоке, и костных тканях, вживленных под кожу. Это и элементы черепной коробки, и суставы, и позвонки, и многое другое. В 2011 году полуторагодовалому малышу из штата Юта была успешно имплантирована отпечатанная трахея, а годом позже пациенту с поврежденным лицом вживили обе челюсти. А в 2016 в Южной Корее произвели пересадку распечатанной из титана черепной коробки. Этот легкий и прочный материал считается наилучшим для создания имплантатов, так как крайне редко отторгается организмом. Также известно о множественных успешных операциях по установке сердечных клапанов, слуховых косточек и участков кровеносных сосудов. Потенциально рабочие органы типа сердца и легких печатают, начиная с 2011 года, однако, пересадка таких протезов до сих пор не проводилась, ввиду высокой степени риска для жизни.

 

680px-140327-science-3d-printed-skull_e8f32032da2f37a65e83ba184442e287.nbcnews-ux-2880-1000.jpgТитановые протезы не только легкие, но и пористые. Благодаря этому они намного быстрее обрастают живыми тканями и хорошо приживаются в организме. На снимке успешно вживленная человеку черепная кость из титана

 

4. Биопринтинг

Технология находится в стадии освоения, но уже сейчас можно с уверенностью сказать, что она развивается успешно и имплантация первого внутреннего органа, напечатанного биологическим материалом, не за горами. Это поможет решить проблему ожидания и отторжения донорских органов. Предполагается, что выращенный таким образом орган будет не только идеально совместим с телом пациента, но и продолжит расти вместе с ним, что исключит необходимость повторных трансплантаций. Уже сегодня ученые научились печатать, например, печеночные ткани, что очень помогает в исследованиях воздействия на печень гепатопротекторов.

 

biopechat_1.jpgКонцепт биопринтера, печатающего одновременно живыми клетками и специальным гелем, который защищает и поддерживает их в процессе печати

 

Помимо перечисленных областей, возможности 3D-принтеров используют для создания ортопедических стелек, макетов органов с целью изучения или подготовки к операции, а в августе 2017 года бельгийские ученые изготовили роботизированную руку-сурдопереводчик, которая может переводить текст на язык жестов.

Резюмируя вышесказанное, можно с уверенностью сказать, появление 3D-принтеров кардинальным образом изменило направление развития медицины. Фантастика становится реальностью буквально у нас на глазах и, несомненно, впереди нас ждут еще более невероятные достижения в области применения аддитивных технологий в медицинской отрасли!