3D-tlačiarne: revolúcia v medicíne

Video: Ruskí vedci vytvorili prvý 3D tlačiareň krajiny na kov

Sidney Kendall (Sydney Kendall) prišiel o pravú ruku v lakti pri nehode na lodi, keď jej bolo iba 6 rokov. Teraz, keď Sidney bolo 13, mal by byť každý deň používať umelé končatiny.

Ale tieto produkty nemôžu rovnať praktickosť ( "nie je tak cool", ako hovorí Sidney) s novým ružové plastové protézy, tlačený 3D tlačiarni.

Táto ruka bola vyvinutá špeciálne objednávku osobne do Sydney tento rok na jar, to je vyrobený v požadovanej farbe.

Developerom protézy sa stal študentom na washingtonskej univerzite v St. Louis, ktorý spolupracoval s lekármi nemocnice Shriners nemocnice. Je pozoruhodné, že Sidney a jej rodičia mohli dokonca sledovať proces tlače.

"Aby každý prst, ste len 7 minút. Všetci sme boli ohromení, "- povedal Beth Kendall, mami Sidney.

Keď sa dievča prišla do školy s novou protézou, jej spolužiaci boli tiež potešení s dizajnom. Povedala: "Každý, kto sa páčil váš nový list, vyzeráte tak cool. Budeš celebrita! ".

Robotická ruka s ovládacím kolíkom pomáha Sydney chytiť baseball, spravovať počítačovú myš, vziať si šálku kávy.

Cena tohto problému? Asi 200 $. Tradičné robotický protéza v USA môže stáť $ 50.000 až 70.000, a to bude musieť byť nahradený ako dieťa porastie.

"Deti zvyčajne nedostanú robotické protézy z dôvodu ich vysoké ceny," - hovorí matka Sidney.

Robotické protézy, tlačený prispôsobiť 3D tlačiarni - to je naozaj nová éra v personalizované medicíne.

Od protetiky až srdcových chlopní - 3D technológia tlače ponúka neuveriteľné možnosti vytvárať vlastné zdravotnícke pomôcky. Odborníci hovoria, že dnes desiatky nemocníc v USA experimentujú s mať 3D-tlačiarne a vedci prichádzajú s viac a viac neuveriteľných aplikácií tejto technológie, a to až k tlači ľudských orgánov.

S cieľom pomôcť vedcom z celého sveta, aby sa podelili o svoje experimenty v oblasti 3D-tlače, US National Institutes of Health spustila sieť v júni 2014, umožňuje registrovaným užívateľom nahrávať výkresy týchto výrobkov.

«3D tlač - potenciálny revolúciu v pravidlách hry v lekárskom výskume. Tu na National Institutes of Health, sme svedkami neuveriteľnej návratnosť investície: kopek plastu pomáha vedcom riešiť zložité technologické problémy, šetrí milióny dolárov a drahocenný čas, "- povedal riaditeľ NIH Dr. Francis Collins (Francis Collins).

Jeden z vedúcich výskumníkov v tejto oblasti Dr. Anthony Atala (Anthony Atala), riaditeľ Inštitútu regeneratívnej medicíny, Wake Forest (Wake Forest Institute of regeneratívnej medicíny), najlepšie chápe vyhliadky 3D-tlačiarní. Ten už vytvoril miniatúrne pečeň, ktorá "žije" v Petriho miske, kontroluje nových liekov a slúži ako prototyp pre vytváranie budúcich agentúr.

Čo je 3D-press?

Predstaviť, atramentové tlačiarne, že namiesto rozprašovanie atramentu a tlačenými písmenami výstupy prúd bystrozastyvayuschego plastu alebo z kovového gélu, ktorý nadobudnúť tvaru zuba alebo prst spoj. Takéto zariadenie potrebuje tím trojrozmerné CT alebo MR skenera, ktorý prenáša presné parametre časti tela, ktoré chcete kopírovať. tlačí 3D tlačiareň objekt postupne, spôsobuje hmotnú vrstvu po vrstve.

Hoci 3D-tlačiarne existovala od 1980, lekárske použitie tohto unikátneho zariadenia stávajú vážne premýšľať o tom, až v posledných niekoľkých rokoch. 3D tlačiareň dokáže vytvoriť oveľa zložitejšie geometrické tvary, ako je tradičné priemysel, ktoré by vyžadovali početné špeciálne polotovary a formuláre pre každý z týchto produktov. Takže teraz si môžete vytlačiť presné kópie kosti alebo kĺbu, a to bude stáť haliere.

Tento proces šetrí čas a peniaze tým, že prenesie výrobu zdravotníckych pomôcok, ako sa hovorí, do postele pacienta. Presné údaje nikto, ale profesor biomedicínskeho inžinierstva Hollister Scott (Scott Hollister) sa domnieva, že v nemocnici USA v tej či onej podobe boli pomocou niekoľko desiatok 3D-tlačiarní.

Zuby, končatiny a audiofóny

3D tlač bol široko používaný pre výrobu rôznych častí tela (spravidla z plastu a kovu), ktoré sú v kontakte s tkanivami, ale nie do krvného obehu. Patrí medzi zubami, sluchové pomôcky a umelé končatiny.

"V minulosti, zubné korunky sú vyrobené v zubnom laboratóriu, ktorá môže trvať niekoľko dní, a pacienti by mali byť 2-3, aby návštevu zubára," - hovorí Dr. Tsang Chuck (Chuck Zhang), inštruktor priemyselného a systémového inžinierstva na Georgia Institute of Technology (Georgia tech). Dnes, zubný lekár môže urobiť len 3D-obraz vášho zuba a korunu vytlačený na mieste.

Táto technológia dáva pacientov po amputácii, ako je Sydney, alternatíva k bežným desivé vyzerajúcich a nepraktické protéz. Studio 3D tlač často vyvinú protézy s klientmi, ktoré vám umožní vytvoriť umelecké dielo, ktoré bude nielen život, ale aj vyvolať pozitívne emócie v iných krajinách.

Dr Tsang a jeho kolegovia z Georgia Tech aktívne sa podieľajú na vytváraní nových protézy pre vojnových veteránov. Jeho tím využíva materiálov k 3D tlači vytvoriť protetických vrecká, ktoré sa prispôsobujú zmenám v úrovniach tekutín v tele. Ak je to potrebné, tieto vrecká mäkšie alebo tvrdšie, aby nedošlo k spôsobiť nepríjemné pocity pri nosení protézy.

implantáty

Plast a kov k 3D tlačiarne, ktoré sa už používajú v ľudskom tele. Lekári u detskej nemocnice Mott deti&rsquo, s Hospital, University of Michigan v roku 2012 zachránil životy dvoch detí, implantácie je vytlačiť dýchacie cesty.

Tieto deti mali vzácnu vrodenú anomáliu - traheobronhomalyatsiya. Bez liečby, ich slabé airways ustupovať, a deti by zomrel. Jediná liečba - tracheostómiu a pripojenie k ventilátoru v nádeji, že za niekoľko rokov, ich dýchacie cesty sú dostatočne zosilnie.

Z nočnej mory detí zachránil novú technológiu. A 17-month-old Peterson Garrett (Garrett Peterson) nebolo ani stopy, že airways odvetrávané silnejší a vyradí dieťa. Lekári z Utahu, kde sa liečil, robil všetko možné.

"Všetko muselo byť dokonalé vo svete. Garrett nemohol plakať, pretože bol modrý. Museli sme udržať ju po celú dobu v radostnej nálade, ale to bolo nemožné - vždy udržať ju na stroji, "- hovorí, že je otcom dieťaťa.

Peterson čítal článok o tom, ako dieťa s podobným problémom univerzitnú lekári v roku 2012 implantovaný tlačený priedušnici 3D tlačiarne. Oni rozhodli sa odkladajú, a páčil sa mu.

na obrazy CT dýchacích ciest Garrett chirurg Dr. Green (zelená), a profesora biomedicínskeho inžinierstva Hollister navrhnutý a tlačený individuálne dýchacej trubice, čo by umožnilo, aby dieťa dýchať na vlastné báze. V priebehu doby, jeho telo bolo "absorbovať" protézu a dýchacie cesty zostali otvorené sami.

Neskôr v nemocnici Mott deti&rsquo, s nemocnice vykonala prvý tento fantastický postup.

"Myslím, že to bol dokonalý príklad využitia 3D-tlačiarne v situácii života a smrti" - Hollister povedal.

Náklady na tracheotómiu a následnú údržbu týchto detí na umelej pľúcnej ventilácie je asi 1.000.000 $ na pacienta. Vývoj, prevádzka tlač a montáž dýchacej trubice, podľa Hollister, bude stáť $ 200.000 - 300.000.

Chirurgovia implantované pacientom a iné 3D-zariadenia. Lebečnej náplasť pre plnenie dutín po operácii mozgu, napr. Hlavové dosky pre nahradenie veľké úlomky kostí lebky, že pacienti strácajú v dôsledku traumy alebo rakoviny. Mayo Clinic (Mayo Clinic) a niektoré ďalšie nemocnice už ponúkajú endoprotéza protézu na, vytlačenú pomocou 3D-tlačiarne. Tieto personalizované kĺby minimalizovať množstvo zásahov a skrátenie doby hospitalizácie.

dnes FDA vlastní dve laboratória skúmajú možnosť 3D-tlačiarne pre výrobu zdravotníckych pomôcok.

žijúci tkanivo

Lekári a vedci okrem kovu a plastu v celej krajine pracuje na obliekanie 3D-tlačiarne živých ľudských bunkách. To dalo vzniknúť tlače živým tkanivom, alebo bioprintingu (bioprinting). Hlavným účelom týchto diel - učiť sa písať plné živých orgánov pre transplantáciu pomocou vlastných buniek plnú kompatibilitu pacienta.

Niektorí odborníci sa domnievajú, že za pár desiatok rokov to bude znamenať revolúciu transplantáciu. Pacienti nebudú umierať po tisícoch, bez toho aby čakal na darcu orgánu. To zostane v minulosti také hrozné veci, ako odmietanie transplantátu.

Dr. Atala z Wake Forest Institute hovorí, že vedci už môžu využívať on vytvoril miniatúrny testovacie pečene drog hepatotoxicitu. Vedci očakávajú, že táto metóda je oveľa presnejšie a humánnejšie než súčasné testovanie na zvieratách a dobrovoľníkoch pacientov.

Biomedicínskych inžinierov použiť niekoľko metód tlače. Tlačiareň vytvára plastové kostry, ktoré potom môžu byť potiahnuté s ľudskými bunkami. Alebo môže tlačiareň aplikovať živej bunky v kolagénového gélu, ktorá zachováva štruktúru tela dohromady. Po tlače, bunky musí rásť vo svojej klietke po dobu niekoľkých týždňov v laboratóriu, než telo môže fungovať normálne.

Po inštalácii je oprávnený umiestniť rám je odstránená, a to zostane jediný žijúci ľudská tkanivo, úplne v súlade s telom príjemcu. Ak transplantovaného orgánu dieťa, potom sa budú môcť pestovať s nimi, čo eliminuje potrebu re-transplantáciu.

Bioinženýrů z Cornell University (Cornell University) a University of Michigan (University of Michigan) pracujú najintenzívnejšie na tomto koncepte. Mnoho laboratórií majú dlhé tlačové orgány pre testovanie liečiv a produkciu záplat na poškodených orgánov - je v nedohľadne.

Podľa profesora Hollister, v blízkej budúcnosti zdravotníckych 3D-tlačiarne bude úplne v každej inštitúcii, zmenil okrem vzhľadu rozpoznávania zdravie.

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno