3d štampani koštani implantati metalne kosti integriraju tijelo

KREDIT ZA SLIKU:

iStock

3D štampani koštani implantati: Metalne kosti koje se integrišu u telo

Trodimenzionalno štampanje sada se može koristiti za kreiranje metalnih kostiju za transplantaciju, čineći doniranje kostiju prošlošću.

Autor:
Ime autora
Quantumrun Foresight
Juni 28, 2023

Insight highlights

3D štampa, ili aditivna proizvodnja, čini značajan napredak u medicinskom polju, posebno sa koštanim implantatima. Rani uspjesi uključuju 3D odštampani implantat čeljusne kosti od titanijuma i 3D štampani implantati za pacijente sa osteonekrozom, koji efektivno nude alternativu amputaciji. Medicinski profesionalci su optimistični u pogledu budućnosti 3D štampanih kostiju, koje bi mogle ispraviti genetske malformacije, spasiti udove od traume ili bolesti i podržati rast novog, prirodnog koštanog tkiva uz pomoć 3D štampanih "hiperelastičnih" kostiju.

3D štampani kontekst koštanih implantata

Trodimenzionalno štampanje koristi softver za kreiranje objekata metodom slojeva. Ovaj tip softvera za štampanje ponekad je poznat kao aditivna proizvodnja i uključuje različite materijale, kao što su plastika, kompoziti ili biomedicinski.

Postoji nekoliko komponenti koje se koriste za 3D štampanje kostiju i koštanih skela, kao što su:

Metalni materijali (kao što su legura titanijuma i legure magnezijuma),
neorganski nemetalni materijali (kao što je biološko staklo),
Biološka keramika i biološki cement, i
Visokomolekularni materijali (kao što su polikaprolakton i polimliječna kiselina).

Jedan od najranijih uspjeha 3D štampanih koštanih implantata bio je 2012. godine kada je holandska kompanija za medicinski dizajn Xilloc Medical odštampala titanijumski implantat za zamjenu čeljusti oboljelom od raka usne šupljine. Tim je koristio komplikovane algoritme za promjenu digitalne čeljusne kosti kako bi se krvni sudovi, živci i mišići mogli pričvrstiti za titanijumski implantat nakon što se odštampa.

Ometajući uticaj

Osteonekroza ili smrt kostiju talusa u skočnom zglobu može dovesti do doživotne boli i ograničenog kretanja. U nekim slučajevima, pacijentima može biti potrebna amputacija. Međutim, za neke pacijente s osteonekrozom, 3D printani implantat može se koristiti kao alternativa amputaciji. Godine 2020., UT Southwestern Medical Center sa sjedištem u Teksasu koristio je 3D štampač da zamijeni kosti skočnog zgloba metalnom verzijom. Da bi napravili 3D štampanu kost, doktorima su bili potrebni CT skenovi talusa na dobrom stopalu za referencu. S tim slikama su radili s trećom stranom na proizvodnji tri plastična implantata u različitim veličinama za probnu upotrebu. Lekari biraju najbolje rešenje pre štampanja konačnog implantata pre operacije. Korišćeni metal je bio titanijum; i kada je mrtvi talus uklonjen, novi je stavljen na svoje mjesto. 3D replika omogućava kretanje u skočnim i subtalarnim zglobovima, što omogućava pomicanje stopala gore-dolje i s jedne na drugu stranu.

Doktori su optimistični u pogledu budućnosti 3D štampanih kostiju. Ova tehnologija otvara vrata ispravljanju genetskih malformacija ili spašavanju udova koji su oštećeni traumom ili bolešću. Slične procedure se testiraju i za druge dijelove tijela, uključujući pacijente koji izgube udove i organe zbog raka. Osim što su mogli 3D štampati čvrste kosti, istraživači su 3. godine razvili i 2022D štampanu "hiperelastičnu" kost. Ovaj sintetički koštani implantat podsjeća na skelu ili rešetku i dizajniran je da podrži rast i regeneraciju novog, prirodnog koštanog tkiva.

Implikacije 3D štampanih koštanih implantata

Šire implikacije 3D štampanih koštanih implantata mogu uključivati:

Osiguravajuća društva kreiraju polise pokrića u vezi sa 3D implantatima. Ovaj trend može dovesti do različitih naknada na osnovu različitih 3D štampanih materijala koji se koriste.
Implantati postaju isplativiji kako se tehnologija medicinske 3D štampe razvija i postaje sve komercijalizovanija. Ova smanjenja troškova će poboljšati zdravstvenu zaštitu za siromašne iu zemljama u razvoju u kojima su najpotrebnije isplative procedure.
Studenti medicine koji koriste 3D štampače za izradu prototipa kostiju za testiranje i operaciju.
Sve više kompanija za medicinske uređaje ulaže u biomedicinske 3D štampače kako bi zadovoljile rastuću potražnju u zdravstvenoj industriji.
Više naučnika u partnerstvu s tehnološkim firmama kako bi dizajnirali 3D štampače posebno za zamjenu organa i kostiju.
Pacijenti sa smrću kostiju ili defektima koji primaju 3D otiske koji mogu vratiti pokret.