В каких областях медицины используют 3D-печать? (перевод статьи от Medical Device Network)
Connect with us

Новости

3D-печать в медицине

3D-печать с каждым годом все успешнее используется в различных медицинских областях. Более подробно об этом рассказывается в статье, опубликованной в электронном журнале Medical Device Network — «3D printing in the medical field: four major applications revolutionising the industry». Ознакомиться с ней нам посоветовал наш партнер, занимающийся поставками мед. оборудования. Мы решили перевести статью, опустив малозначительные фрагменты текста. С переводом нам помогли инглиш гикс. Предлагаем ознакомиться с темой 3D-печати в медицине более подробно.

Аддитивная технология, также известная как 3D-печать, была разработана в 1980-х годах. Ее суть заключается в создании цифровой модели объекта, на основе которой затем путем послойного добавления соответствующего материала создается новый объект.

Эта технология применяется во множестве отраслей, в том числе в медицине. Для создания исходной цифровой модели для 3D-принтера часто используют методы визуализации, например, рентгенографию, компьютерную томографию (КТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ) и ультразвуковое исследование.

Ниже мы расскажем о четырех основных областях применения 3D-печати в медицине.

Биопечать тканей и органоидов

В отличие от печати из пластика или металла, в биопринтерах используют пипетку, из которой под управлением компьютера добавляются слои живых клеток («биочернила»), создавая таким образом искусственную живую ткань в лабораторных условиях.

Эти ткани и органоиды можно использовать в медицинских исследованиях, поскольку они являются миниатюрной копией органов. Также проводятся их испытания в качестве более дешевой альтернативы трансплантатам органов человека.

Научно-исследовательская медицинская компания и лаборатория Organovo проводит в США эксперименты с печатью тканей печени и кишечника для изучения органов in vitro. В мае 2018 года компания представила доклинические данные по функциональности ткани печени в рамках программы изучения тирозинемии 1 типа — заболевания, при котором из-за дефицита фермента нарушается метаболизм аминокислоты тирозина в организме.

Институт Wake Forest в штате Северная Каролина, США, разработал 3D-органоид головного мозга для возможного дальнейшего применения при разработке лекарственных препаратов и моделировании заболеваний. В мае 2018 года представители университета заявили, что разработанные в университете органоиды имеют полностью функциональный клеточный гематоэнцефалический барьер, соответствующей нормальной анатомии человека. В университете также ведется работа по 3D-печати кожных трансплантатов, которые можно будет пересаживать пациентам с ожогами.

Подготовка к операциям на моделях, полученных методом 3D-печати

Еще одна область применения 3D-печати в медицине — создание индивидуальных копий органов, которые хирурги могут использовать для тренировки к выполнению сложных операций. Было доказано, что такой подход позволяет ускорить выполнение процедур и свести к минимуму травматизацию пациентов.

Такие процедуры успешно выполнялись в разных областях хирургии и становятся распространенной практикой.

В Дубае, где больницы имеют право свободно использовать 3D-печать, была без осложнений проведена операция пациентке с аневризмой четырех вен головного мозга. Модель ее сосудов, созданная при помощи 3D-печати, использовали для планирования безопасного доступа в ходе операции.

В январе 2018 года хирурги в Белфасте подготовились к трансплантации почки 22-летней женщине, используя напечатанную на 3D-принтере модель донорского органа. Трансплантация была чревата осложнениями, поскольку у донора — ее отца — была несовместимая группа крови, а в почке имелась киста, потенциально злокачественная. При помощи напечатанной на 3D-принтере копии его почки хирурги смогли оценить размер и локализацию новообразования.

3D-печать хирургических инструментов

На 3D-принтерах можно напечатать стерильные хирургические инструменты, например, пинцеты, гемостатические зажимы и ручки скальпелей.

3D-печать не просто позволяет получить стерильные инструменты: некоторые из них создаются на основе древнего японского искусства оригами, что позволяет получить миниатюрные высокоточные изделия. Эти инструменты можно использовать для операций на очень малых площадях без излишнего повреждения тканей пациента.

Одним из основных преимуществ 3D-печати над традиционными методами производства является значительно более низкая себестоимость продукции.

3D-печать протезов по индивидуальным параметрам

3D-печать можно использовать для производства протезов конечностей с точной подгонкой по размерам. После ампутации пациентам нередко приходится ждать традиционных протезов недели и даже месяцы; 3D-печать позволяет существенно ускорить этот процесс и снизить себестоимость при той же функциональности, что и у протезов, произведенных традиционным способом.

Благодаря более низкой стоимости эти изделия особенно хорошо подходят для детей, которые быстро вырастают из протезов.

3D-печать также позволяет пациентам принять участие в создании протеза, идеально отвечающего их потребностям. Так, компания Body Labs создала систему, с помощью которой пациенты могут моделировать протезы сразу на конечностях, используя визуализационные технологии для наиболее естественной посадки и внешнего вида. Кроме того, ученые из Массачусетского технологического института занимаются разработкой более комфортных культеприемных гильз протезов.

еще in Новости