3D pisači: revolucija u medicini

Video: Ruski znanstvenici stvorili su prvi 3D pisač u zemlji za metal

sadržaj

Video: ruski znanstvenici stvorili su prvi 3d pisač u zemlji za metal
Što je 3d tisak?
Zubi, udovi i slušna pomagala
Uređaji za implantaciju
živi tkiva

Sidney Kendall (Sydney Kendall) izgubio je desnu ruku u laktu u nesreći na brodu kad je imala samo 6 godina. Sada kada je Sidney je 13, to bi trebao biti svaki dan koristiti umjetne udove.

No, ti proizvodi ne mogu se mjeriti praktičnost ( „ne kao cool” kako kaže Sidney) s novom ružičaste plastične proteze, tiskan u 3D-pisač.

Ova ruka je razvio poseban nalog osobno Sydney ovog proljeća, to je napravio u željenu boju.

Razvojni proteze postao student na Sveučilištu Washington u St. Louisu, koji je surađivao s liječnicima bolnice Shrineri bolnici. Važno je napomenuti da Sidney i njezini roditelji čak mogao gledati proces tiskanja.

„Kako bi svaki prst, vi ste bili samo 7 minuta. Svi smo bili impresionirani, „- rekla je Beth Kendall, mama Sidney.

Kada djevojka dođe u školu s novim proteze, njezini kolege su također bili oduševljeni s dizajnom. Rekla je: „Svatko je volio svoju novu ruku, ti izgleda tako cool. Vi ćete biti slavna!”.

Robotskom rukom s kontrolnom pin pomaže Sydney uhvatiti bejzbol, upravljati računalnog miša, uzeti šalicu kave.

Cijena izdanja? O 200 $. Tradicionalna robotski proteza u SAD-u može koštati 50.000 do 70.000 $, a to će morati biti zamijenjena kako će dijete rasti.

„Djeca obično ne dobivaju robotske proteze zbog svoje visoke cijene,” - rekao je majka Sidney.

Robotski proteze, tiskani prilagođene 3D-pisač - to je uistinu nova era u personalizirane medicine.

Od protetike do srčanih zalistaka - 3D tehnologija tiska nudi nevjerojatne mogućnosti za stvaranje prilagođenih medicinskih uređaja. Stručnjaci kažu da je danas, nekoliko desetaka bolnica u SAD-u eksperimentiraju s imaju 3D-printera, a znanstvenici dolaze sa sve više i više nevjerojatne primjene ove tehnologije, do ispisati ljudskih organa.

Kako bi se pomoglo istraživače iz cijelog svijeta da podijele svoje eksperimente na polju 3D tisak, američki National Institutes of Health pokrenula mrežu u lipnju 2014., omogućuje registriranim korisnicima slanje crteža takvih proizvoda.

«3D ispis - potencijalna revolucija u pravilima igre u medicinskim istraživanjima. Ovdje na National Institutes of Health, vidimo nevjerojatno povrat investicija: kopek plastike pomaže znanstvenicima u rješavanju složenih tehnoloških problema, štedi milijune dolara i dragocjeno vrijeme”, - rekao je direktor NIH Dr. Franje Collins (Francis Collins).

Jedan od vodećih istraživača na tom području Dr. Anthony Atala (Anthony Atala), direktor Instituta za regenerativnu medicinu, Wake Forest (Wake Forest instituta za regenerativnu medicinu), najbolje razumije izglede za 3D pisače. On je već stvorio minijaturni jetre, koji „živi” u Petrijevoj zdjelici, provjere za nove lijekove i služi kao prototip za stvaranje buduće agencije.

Što je 3D tisak?

Zamisliti inkjet pisač koji umjesto prskanje spremnike i tiskanje slova ispisati brojeve mlaza bystrozastyvayuschego plastičnog ili metalnog gel koji stječu oblik zuba ili prst spoj. Takav uređaj treba tim trodimenzionalnog CT ili MR skener, koja prenosi točne parametre dio tijela koji želite kopirati. ispisuje 3D printer objekt postupno, uzrokujući materijalnu sloj po sloj.

Iako su 3D pisači postoji od 1980., medicinski korištenje ovog jedinstvenog uređaja ozbiljno razmišljati o tek u posljednjih nekoliko godina. 3D pisač može stvoriti mnogo složenije geometrijske oblike, od tradicionalne industrije, koji bi iziskivao brojne posebne praznine i oblike za svaki od tih proizvoda. Tako sada možete ispisati točnu kopiju kosti ili zgloba, a to će koštati penija.

Proces štedi vrijeme i novac prijenosom proizvodnju medicinskih uređaja, kako kažu, za pacijenta krevet. Točni podaci nitko, ali profesor biomedicinskog inženjerstva Hollister Scott (Scott Hollister) smatra da je u SAD-u bolnicu u jednom ili drugom obliku su pomoću nekoliko desetaka 3D printera.

Zubi, udovi i slušna pomagala

3D tisak je naširoko koristi za proizvodnju različitih dijelova tijela (obično napravljen od plastike i metala) koji su u kontaktu s tkivom, ali ne ulaze u krvotok. Oni uključuju zube, sluh uređaja i umjetne udove.

„U prošlosti, zubni krune izrađene u zubnom laboratoriju, što bi moglo potrajati nekoliko dana, a pacijenti bi trebao biti 2-3 da bi posjet stomatologu,” - kaže dr Tsang Chuck (Chuck Zhang), instruktor industrijske i inženjerstvo sustava na Georgia Institute of Technology (Georgia tech). Danas, stomatolog može jednostavno napraviti 3D-slika zuba i krunu otisnut na licu mjesta.

Ova tehnologija omogućuje bolesnika nakon amputacije, kao što su Sydney, alternativa uobičajenim zastrašujuće izgleda i nepraktični proteza. Studio 3D ispis često razvijaju proteze s klijentima koji vam omogućuje da stvorite umjetničko djelo, koje ne samo da će olakšati život, ali i dovesti do pozitivnih emocija u drugima.

Dr Tsang i kolege Georgia Tech aktivno rade na stvaranju nove proteze za branitelje. Njegov tim koristi materijale za 3D-tisak stvoriti protetske džepove da se prilagodi promjenama u razinama tekućine u tijelu. Ako je potrebno, ovi džepovi postaju mekši ili tvrđi, tako da ne uzrokuje nelagodu prilikom nošenja proteze.

uređaji za implantaciju

Plastike i metala za 3D pisače, i već se koristi u ljudskom tijelu. Liječnici u Klinici za dječje bolesti Mott djecu&Bolnica ć-a, University of Michigan u 2012. godini, spasiti živote dvoje djece, usađivanje ih ispisati dišnih puteva.

Ta djeca imala rijetku urođenu anomaliju - traheobronhomalyatsiya. Bez liječenja, njihove slabe dišnih puteva da se povuku, a djeca bi umro. Jedini tretman - traheotomija i veza s ventilatorom u nadi da će za nekoliko godina, njihov dišni putevi dovoljno ojačati.

Od noćne more djece spremaju novu tehnologiju. 17-mjesečna beba Peterson Garrett (Garrett Peterson) nije bilo znak da dišnih puteva od PROZRAČENO dobili jači i da će onemogućiti dijete. Liječnici iz Utah, gdje je liječen, učinili sve što je moguće.

„Sve je moralo biti savršeno u svijetu. Garrett nije mogla plakati jer je bio plav. Morali smo da ga cijelo vrijeme u sretnoj duševno, ali to je nemoguće - uvijek imajte na stroju”, - kaže otac djeteta.

Peterson pročitati članak o tome kako dijete sa sličnim problemom sveučilišni liječnici u 2012. ugrađuju tiskani dušnik 3D pisača. Odlučili su da neće odugovlačiti, i apelovao na njega.

Na temelju CT slikama dišnog trakta Garrett kirurg dr Green (zelena), i profesor biomedicinskog inženjerstva Hollister dizajniran i tiskan personalizirane disanje cijevi, što će omogućiti djetetu da diše samostalno. Tijekom vremena, njegovo tijelo je u „apsorbirati” protezu, a dišni putevi ostati otvoren po sebi.

Kasnije, u bolnici Mott djecu&ć-a bolnica obavila prvi ovaj fantastičan postupak.

„Mislim da je to bio savršen primjer upotrebe 3D printera u situaciji života ili smrti” - Hollister, rekao je on.

Trošak traheotomija i kasnije održavanje takve djece na mehaničku ventilaciju je oko 1 milijun $ po pacijentu. Razvoj, upravljanje ispis i ugradnja cijevi za disanje, prema Hollister, koštala 200000-300000 $.

Kirurzi su implantirani pacijente i ostale 3D-uređaje. Lubanje flaster za punjenje šupljina nakon operacije mozga, npr. Kranijalni ploče za zamjenu velike fragmente kosti lubanje da pacijenti izgubiti kao rezultat traume ili raka. Mayo Clinic (Mayo Clinic) i neke druge bolnice već nude zajedničku zamjena proteze na tiskanim uz pomoć 3D pisača. Takve personalizirane zglobovi se smanjila količina smetnji i smanjiti vrijeme hospitalizacije.

FDA je danas posjeduje dva laboratorija proučavaju mogućnost 3D printera za proizvodnju medicinskih proizvoda.

živi tkiva

liječnici i znanstvenici, osim metala i plastike diljem zemlje rade na preljev od 3D printera koji žive ljudske stanice. To je dalo povoda za tiskanje dnevnog tkiva ili bioprintingu (bioprinting). Glavna svrha tih djela - naučiti da tip pune žive organe za transplantaciju, koristeći punu kompatibilnost pacijentove vlastite stanice.

Neki stručnjaci vjeruju da će za nekoliko desetljeća će revolucionirati transplantaciju. Pacijenti neće umrijeti na tisuće, bez čekanja na darovanog organa. To će ostaviti u prošlosti tako strašno stvar kao odbacivanje presatka.

Dr Atala iz Wake Forest instituta kaže da znanstvenici već mogu koristiti stvorio je minijaturni probnu jetre droge hepatotoksičnost. Znanstvenici očekuju da će ova metoda je mnogo točniji i humaniji od trenutne testiranja na životinjama i volontera bolesnika.

Biomedicinski inženjeri koristiti nekoliko metoda za tisak. Pisač stvara plastični skelet koji može zatim prevučena ljudskim stanicama. Ili pisač može ubrizgati živih stanica u kolagen gela koja zadržava tjelesne strukture zajedno. Nakon ispisa, stanice moraju rasti u kavezu za nekoliko tjedana u laboratoriju prije nego što tijelo može normalno funkcionirati.

Nakon instalacije ovlaštenje za stavljanje okvira se uklanja, a to ostaje jedini živi ljudski tkiva, savršeno kompatibilni s tijelom primatelja. Ako transplantacije organa dijete, tada će moći rasti s njima, eliminirajući potrebu za ponovnim transplantacije.

Bioinženjera sa Sveučilišta Cornell (Cornell University) i University of Michigan (University of Michigan) su najviše intenzivno radi na ovom konceptu. Mnogi laboratoriji imaju duge ispisa organe za testiranje na droge, te proizvodnja zakrpe za oštećenih organa - u očima.

Prema profesoru Hollister, u bliskoj budućnosti medicinske 3D pisači će biti apsolutno u svakoj instituciji, promijenila nakon pojave prepoznavanja zdravlja.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan