3D-gedrukte beeninplantings: Metaalbene wat in die liggaam integreer

• Author:
• Author naam

  Quantumrun Foresight
• Junie 28, 2023

Insig hoogtepunte

3D-drukwerk, of bykomende vervaardiging, maak aansienlike vordering in die mediese veld, veral met beeninplantings. Vroeë suksesse sluit in 'n 3D-gedrukte titaankaakbeeninplanting en 3D-gedrukte inplantings vir osteonekrosepasiënte, wat effektief 'n alternatief vir amputasie bied. Mediese spesialiste is optimisties oor die toekoms van 3D-gedrukte bene, wat genetiese misvormings kan regstel, ledemate van trauma of siekte kan red en die groei van nuwe, natuurlike beenweefsel ondersteun met behulp van 3D-gedrukte "hiperelastiese" bene.

3D-gedrukte beeninplantingskonteks

Driedimensionele drukwerk gebruik sagteware om voorwerpe te skep deur 'n lae-metode. Hierdie tipe druksagteware staan ​​soms bekend as bykomende vervaardiging en sluit verskeie materiale in, soos plastiek, komposiete of biomediese. 

Daar is 'n paar komponente wat gebruik word vir die 3D-druk van bene en beensteiers, soos:

• Metaalmateriale (soos titaniumlegering en magnesiumlegering), 
• Anorganiese nie-metaal materiale (soos biologiese glas), 
• Biologiese keramiek en biologiese sement, en 
• Hoë-molekulêre materiale (soos polikaprolaktoon en polimelksuur).

Een van die vroegste suksesse in 3D-gedrukte beeninplantings was in 2012 toe die Nederlandse mediese ontwerpmaatskappy Xilloc Medical 'n titaniuminplantaat gedruk het om die kake van 'n mondkankerpasiënt te vervang. Die span het ingewikkelde algoritmes gebruik om die digitale kakebeen te verander sodat bloedvate, senuwees en spiere aan die titanium-inplantaat kon heg sodra dit gedruk is.

Ontwrigtende impak

Osteonekrose, of beendood, van die talus in die enkel, kan lei tot 'n leeftyd van pyn en beperkte beweging. In sommige gevalle kan pasiënte amputasie benodig. Vir sommige pasiënte met osteonekrose kan 'n 3D-gedrukte inplantaat egter as 'n alternatief vir amputasie gebruik word. In 2020 het Texas-gebaseerde UT Southwestern Medical Center 'n 3D-drukker gebruik om enkelbene met 'n metaalweergawe te vervang. Om die 3D-gedrukte been te skep, het dokters CT-skanderings van die talus op die goeie voet nodig vir verwysing. Met daardie beelde het hulle saam met 'n derde party gewerk om drie plastiekinplantings in verskillende groottes vir proefgebruik te vervaardig. Die dokters kies die beste pasvorm voor die druk van 'n finale inplanting voor die operasie. Die metaal wat gebruik is, was titanium; en sodra die dooie talus verwyder is, is die nuwe een in plek gesit. Die 3D-replika laat beweging in die enkel- en subtalêre gewrigte toe, wat dit moontlik maak om die voet op en af ​​en van kant tot kant te beweeg.

Dokters is optimisties oor die toekoms van 3D-gedrukte bene. Hierdie tegnologie maak die deur oop om genetiese misvormings reg te stel of ledemate te red wat deur trauma of siekte beskadig is. Soortgelyke prosedures word vir ander dele van die liggaam getoets, insluitend pasiënte wat ledemate en organe weens kanker verloor. Benewens die feit dat hulle soliede bene kon 3D-druk, het navorsers ook 'n 3D-gedrukte "hiperelastiese" been ontwikkel in 2022. Hierdie sintetiese beeninplanting lyk soos 'n steier of rooster en is ontwerp om die groei en regenerasie van nuwe, natuurlike beenweefsel te ondersteun.

Implikasies van 3D-gedrukte beeninplantings

Wyer implikasies van 3D-gedrukte beeninplantings kan die volgende insluit: 

• Versekeringsmaatskappye skep dekkingsbeleide rakende 3D-inplantings. Hierdie tendens kan lei tot verskillende vergoeding gebaseer op die verskillende 3D-gedrukte materiaal wat gebruik word. 
• Inplantings word meer koste-effektief namate mediese 3D-druktegnologie ontwikkel en meer gekommersialiseer word. Hierdie kosteverminderings sal gesondheidsorg vir die armes en in ontwikkelende lande verbeter waar kostedoeltreffende prosedures die nodigste is.
• Mediese studente wat 3D-drukkers gebruik om beenprototipes te skep vir toetsing en chirurgie.
• Meer mediese toestelmaatskappye belê in biomediese 3D-drukkers om in die toenemende vraag in die gesondheidsorgbedryf te voorsien.
• Meer wetenskaplikes werk saam met tegnologiefirmas om 3D-drukkers spesifiek vir orgaan- en beenvervangings te ontwerp.
• Pasiënte met beendood of gebreke wat 3D-afdrukke ontvang wat beweging kan herstel.

Vrae om op kommentaar te lewer

• Hoe anders dink jy kan 3D-druktegnologie die mediese veld ondersteun?
• Wat kan die potensiële uitdagings wees om 3D-gedrukte inplantings te hê?