3D štampači: revoluciju u medicini

Video: Ruski naučnici su napravili prvi 3D printer u zemlji za metal

Sidney Kendall (Sydney Kendall) izgubio desnu ruku u laktu u nesreći na brodu kada je imala samo 6 godina. Sada kada je Sidney imao 13 godina, to bi trebao biti svaki dan na korištenje umjetnih udova.

Ali ovi proizvodi mogu ne odgovaraju praktičnost ( "ne kao cool" kako kaže Sidney) sa novim roze plastične proteze, štampani 3D-printer.

Ova ruka je razvio poseban kako bi osobno Sydney ovog proljeća, je napravljen u željenu boju.

Programer proteze postao student na Univerzitetu Washington u St. Louisu, koji je sarađivao sa lekarima bolnice Shriners bolnice. Važno je napomenuti da Sidney i njeni roditelji čak mogao gledati proces štampanja.

"Da bi se svaki prst, ti si samo 7 minuta. Svi smo bili impresionirani, "- rekao je Beth Kendall, mama Sidney.

Kada je djevojka došla u školu s novim proteze, drugova iz razreda su bili oduševljeni sa dizajnom. Ona je rekla: "Svi se dopao tvoj novi strane, izgledaš tako kul. Ti ćeš biti osoba! ".

Robotski ruku sa kontrolom pin pomaže da se Sydney uhvatiti bejzbol, da upravlja kompjuterski miš, uzmi kafu.

Cijena pitanje? Oko 200 $. Tradicionalni robotski proteza u SAD-u košta $ 50000-70000, a to će morati biti zamijenjen kao dijete će rasti.

"Djeca obično ne dobiti robotska proteze zbog njihove visoke cijene," - rekao je majka Sidney.

Robotic proteze, štampani prilagođene 3D-printer - ovo je zaista nova era u personalizovanom medicini.

Od proteze do srčanih zalistaka - 3D štampanje tehnologija pruža nevjerovatne mogućnosti za stvaranje prilagođene medicinskih uređaja. Stručnjaci kažu da je danas, na desetine bolnica u SAD-u eksperimentišu sa imati 3D printera, a istraživači dolaze sa sve više i više neverovatno primjene ove tehnologije, do ispisati ljudskih organa.

Kako bi se pomoglo istraživačima iz cijelog svijeta da podijele svoje eksperimente na polju 3D-štampe, američki Nacionalni institut za zdravlje pokrenula mreže u junu 2014. godine, omogućava registriranim korisnicima da upload crteže takvih proizvoda.

«3D štampanje - potencijalni revoluciju u pravilima igre u medicinskim istraživanjima. Ovdje na Nacionalnog instituta za zdravlje, vidimo neverovatan povrat na investiciju: Kopek plastika pomaže naučnici rešavaju složene tehnoloških problema, čime se štedi milione dolara i dragocjeno vrijeme ", - rekao je direktor NIH-a Dr. Francis Collins (Francis Collins).

Jedan od vodećih istraživača u ovoj oblasti dr Anthony Atala (Anthony Atala), direktor Instituta za regenerativnu medicinu, Wake Forest (Wake Forest instituta za regenerativnu medicinu), najbolje razumije perspektive 3D printera. On je već stvorio minijaturni jetre, koji "živi" u petri posudu, provjere za nove lijekove i služi kao prototip za stvaranje budućih agencija.

Ono što je 3D-press?

Zamislite inkjet printer koji umjesto prskanje slova tinte i štampanje izlazi mlaz bystrozastyvayuschego plastične ili metalne gel koji steknu oblik zuba ili finger joint. Takav uređaj treba tim trodimenzionalne CT ili MR skener, koji prenosi točne parametre dijela tijela koji želite kopirati. otisci 3D printer prigovor postepeno, uzrokujući materijal sloj po sloj.

Iako 3D-printera postoje još od 1980-ih, medicinska upotreba ovog jedinstvenog uređaja se ozbiljno razmišlja o samo u posljednjih nekoliko godina. 3D printer može stvoriti mnogo kompleksniji geometrijski oblici, nego tradicionalne industrije, što bi zahtijevalo brojne posebne praznine i obrazaca za svaki od tih proizvoda. Tako da sada možete štampati potpuna kopija kosti ili zajedničkog, i to će koštati penija.

Proces štedi vrijeme i novac prenošenjem proizvodnja medicinskih uređaja, kako kažu, u krevet pacijenta. Preciznih podataka nema, ali profesor biomedicinskog inženjerstva Hollister Scott (Scott Hollister) smatra da u SAD-u bolnici u jednom ili drugom obliku su koristili nekoliko desetina 3D printera.

Zubi, udova i slušne aparate

3D printing je naširoko koristi za proizvodnju raznih dijelova tijela (obično napravljen od plastike i metala) koji su u kontaktu sa tkivima, ali ne ulaze u krvotok. Ovo uključuje zubi, slušne uređaje i umjetnih udova.

"U prošlosti, Krunice se izrađuju u zubnom laboratoriju, što bi moglo potrajati nekoliko dana, a pacijenti bi trebalo da bude 2-3 da bi posjeta stomatologu," - kaže dr Tsang Chuck (Chuck Zhang), instruktor industrijskih i sistemskog inženjeringa na Georgia Institute of Technology (Georgia tech). Danas, stomatolog može samo da 3D sliku svoje zuba i krunu otisnut na licu mjesta.

Ova tehnologija omogućava bolesnika nakon amputacije, kao što su Sydney, alternativa uobičajenim zastrašujuće izgleda i nepraktičan proteze. Studio 3D štampanje često razvijaju proteze sa klijentima koji vam omogućuje stvaranje umjetničkog djela, koji ne samo da će olakšati život, ali i da izazove pozitivne emocije kod drugih.

Dr. Tsang i kolege na Georgia Tech aktivno rade na stvaranju nove proteze za ratne veterane. Njegov tim koristi materijale za 3D štampanje stvoriti protetske džepove da se prilagode promjenama u nivoa tečnosti u organizmu. Ako je potrebno, ovi džepovi postaju mekše ili tvrđe, kako ne bi došlo do nelagodnost kada nosite protezu.

implantable uređajima

Plastike i metala za 3D printera, a već se koriste u ljudskom tijelu. Lekari Dječja bolnica Mott djecu&rsquo-e bolnica, University of Michigan u 2012. godini, spasio živote dvoje djece, implantacija ih odštampati disajnih puteva.

Ova djeca imala rijetke urođene anomalije - traheobronhomalyatsiya. Bez tretmana, njihova slaba airways da jenjava, a djeca bi umro. Jedini tretman - traheostome i vezu sa ventilatorom u nadi da će za nekoliko godina, njihov dišnih putova su dovoljno rasti jači.

Od noćna mora djece spasila novu tehnologiju. A 17-mjesečnog Peterson Garrett (Garrett Peterson) nije bilo ni traga da disajne puteve ventilisanih dobiti jači i da će onemogućiti dijete. Doktori iz Utah, gdje je tretiran, učinio sve što je moguće.

"Sve je moralo da bude savršeno u svijetu. Garrett nije mogao plakati jer je bio plav. Morali smo da bi to stalno u sretan okvir uma, ali to je bilo nemoguće - uvijek držite ga na mašini ", - kaže otac djeteta.

Peterson pročitao članak o tome kako dijete sa sličnim problemom univerziteta doktori u 2012. implantirani štampanim traheje 3D printer. Oni su odlučili da se ne odugovlačiti, i apelovao na njega.

na CT snimci respiratornog trakta Garrett kirurg dr Green (zelena), i profesor biomedicinskog inženjerstva Hollister dizajniran i štampana cijevi personalizovan disanje, što će omogućiti djetetu da diše na svoju ruku na bazi. Tokom vremena, njegovo tijelo je morao da "upije" proteze, i disajnih puteva da ostane otvoren za sebe.

Kasnije, u bolnici Mott djecu&rsquo-e bolnice sproveo prvo ovaj fantastičan postupak.

"Mislim da je to bio savršen primjer upotrebe 3D printera u situaciji život ili smrt" - Hollister, rekao je on.

Troškove traheotomija i kasnijeg održavanja takve djece na mehaničkoj ventilaciji je oko 1 mil $ po pacijentu. Razvoj, rad štampanje i instalacija cijevi za disanje, u skladu sa Hollister, koštati će $ 200.000-300000.

Hirurzi su implantirani pacijenata i drugih 3D-uređajima. Kranijalni patch za popunjavanje šupljina nakon operacije mozga, na primjer. Kranijalni ploča za zamjenu velike fragmente lubanje kosti da pacijenti izgubiti kao rezultat traume ili rak. Mayo Clinic (Mayo Clinic) i neke druge bolnice već nude zglobova protezama na, koji je odštampan uz pomoć 3D printer. Takva personalizovan spojevi smanjili količinu smetnji i smanjiti vrijeme hospitalizacije.

FDA danas posjeduje dvije laboratorije proučavaju mogućnost 3D printera za proizvodnju medicinskih uređaja.

živo tkivo

doktori i naučnici osim metala i plastike širom zemlje rade na obrada 3D printera žive ljudske ćelije. To je dovelo do štampanje živih tkiva, ili bioprintingu (Bioprinting). Glavna svrha tih djela - naučiti kucati punu uživo organa za transplantaciju vlastitim ćelije potpunu kompatibilnost pacijenta.

Neki stručnjaci smatraju da za nekoliko decenija će revoluciju u transplantaciju. Pacijenti neće umrijeti u hiljadama, bez čekanja donora organa. To će ostaviti u prošlosti tako strašna stvar kao odbacivanja.

Dr. Atala iz Wake Forest instituta kaže da su istraživači već mogu koristiti stvorio je minijaturni test jetre hepatotoksičnost droge. Naučnici očekuju da ova metoda je mnogo precizniji i humanije od trenutnog testiranja na životinjama i volontera pacijenta.

Biomedicinskih inženjera koristiti nekoliko metoda za novinare. Štampač stvara plastični kostur koji tada može biti obložena ljudskim ćelijama. Ili štampač može ubrizgati žive ćelije u kolagen gela, koja zadržava strukture karoserije zajedno. Nakon štampanja, ćelije moraju rasti u kavez za nekoliko tjedana u laboratoriji pred organom može normalno funkcionirati.

Nakon instalacije organ će staviti okvir je uklonjena, i ostaje jedino živo ljudsko tkivo, savršeno kompatibilan sa tijela primaoca. Ako transplantacije organa dijete, onda će on biti u stanju rasti s njima, eliminirajući potrebu za re-transplantacije.

Bioenergetičari sa Univerziteta Cornell (Cornell University) i University of Michigan (University of Michigan) rade najintenzivnije na ovom konceptu. Mnogi laboratoriji imaju duge organe štampe za testiranje droga, a proizvodnja zakrpa za oštećene organe - na vidiku.

Prema profesoru Hollister, u bliskoj budućnosti medicinske 3D printera će biti apsolutno u svakoj instituciji, promijenio izvan izgled priznavanje zdravlja.

Udio u društvenim mrežama:

Povezani