Implan tulang cetak 3D: Tulang logam yang terintegrasi ke dalam tubuh

• Penulis:
• nama penulis

  Pandangan ke Depan Quantumrun
• Juni 28, 2023

Sorotan wawasan

Pencetakan 3D, atau manufaktur aditif, membuat langkah signifikan di bidang medis, terutama dengan implan tulang. Keberhasilan awal termasuk implan tulang rahang titanium cetak 3D dan implan cetak 3D untuk pasien osteonekrosis, secara efektif menawarkan alternatif untuk amputasi. Profesional medis optimis tentang masa depan tulang cetakan 3D, yang dapat memperbaiki malformasi genetik, menyelamatkan anggota tubuh dari trauma atau penyakit, dan mendukung pertumbuhan jaringan tulang alami baru dengan bantuan tulang "hiperelastik" cetakan 3D.

Konteks implan tulang cetak 3D

Pencetakan tiga dimensi menggunakan perangkat lunak untuk membuat objek melalui metode pelapisan. Jenis perangkat lunak pencetakan ini terkadang dikenal sebagai pembuatan aditif dan mencakup berbagai bahan, seperti plastik, komposit, atau biomedis. 

Ada beberapa komponen yang digunakan untuk pencetakan 3D tulang dan perancah tulang, seperti:

• Bahan logam (seperti paduan titanium dan paduan magnesium), 
• Bahan non-logam anorganik (seperti kaca biologis), 
• Keramik biologis dan semen biologis, dan 
• Bahan molekul tinggi (seperti polikaprolakton dan asam polilaktat).

Salah satu keberhasilan paling awal dalam implan tulang cetak 3D adalah pada tahun 2012 ketika perusahaan desain medis Xilloc Medical yang berbasis di Belanda mencetak implan titanium untuk menggantikan rahang pasien kanker mulut. Tim menggunakan algoritme yang rumit untuk mengubah tulang rahang digital sehingga pembuluh darah, saraf, dan otot dapat menempel pada implan titanium setelah dicetak.

Dampak yang mengganggu

Osteonecrosis, atau kematian tulang, talus di pergelangan kaki, dapat menyebabkan rasa sakit seumur hidup dan gerakan terbatas. Dalam beberapa kasus, pasien mungkin memerlukan amputasi. Namun, untuk beberapa pasien osteonekrosis, implan cetak 3D dapat digunakan sebagai alternatif amputasi. Pada tahun 2020, UT Southwestern Medical Center yang berbasis di Texas menggunakan printer 3D untuk mengganti tulang pergelangan kaki dengan versi logam. Untuk membuat tulang cetakan 3D, dokter membutuhkan CT scan talus pada kaki yang baik sebagai referensi. Dengan gambar tersebut, mereka bekerja sama dengan pihak ketiga untuk memproduksi tiga implan plastik dalam berbagai ukuran untuk uji coba. Para dokter memilih yang paling cocok sebelum mencetak implan akhir menjelang operasi. Logam yang digunakan adalah titanium; dan setelah talus yang mati dilepas, talus yang baru dipasang. Replika 3D memungkinkan pergerakan di sendi pergelangan kaki dan subtalar, sehingga memungkinkan untuk menggerakkan kaki ke atas dan ke bawah dan dari sisi ke sisi.

Dokter optimis tentang masa depan tulang cetak 3D. Teknologi ini membuka pintu untuk memperbaiki kelainan genetik atau menyelamatkan anggota tubuh yang telah rusak akibat trauma atau penyakit. Prosedur serupa sedang diuji coba untuk bagian tubuh lain, termasuk pasien yang kehilangan anggota tubuh dan organ karena kanker. Selain mampu mencetak tulang padat 3D, para peneliti juga mengembangkan tulang "hiperelastik" yang dicetak 3D pada tahun 2022. Implan tulang sintetis ini menyerupai perancah atau kisi dan dirancang untuk mendukung pertumbuhan dan regenerasi jaringan tulang alami yang baru.

Implikasi implan tulang cetak 3D

Implikasi yang lebih luas dari implan tulang cetak 3D dapat mencakup: 

• Perusahaan asuransi membuat kebijakan perlindungan terkait implan 3D. Tren ini dapat menyebabkan penghitungan ulang yang berbeda berdasarkan bahan cetakan 3D yang berbeda yang digunakan. 
• Implan menjadi lebih hemat biaya seiring berkembangnya teknologi pencetakan 3D medis dan menjadi lebih komersial. Pengurangan biaya ini akan meningkatkan layanan kesehatan bagi masyarakat miskin dan di negara berkembang di mana prosedur hemat biaya sangat dibutuhkan.
• Mahasiswa kedokteran menggunakan printer 3D untuk membuat prototipe tulang untuk pengujian dan praktik pembedahan.
• Semakin banyak perusahaan perangkat medis yang berinvestasi dalam printer 3D biomedis untuk memenuhi permintaan yang meningkat di industri perawatan kesehatan.
• Semakin banyak ilmuwan yang bermitra dengan perusahaan teknologi untuk merancang printer 3D khusus untuk penggantian organ dan tulang.
• Pasien dengan kematian atau cacat tulang menerima cetakan 3D yang dapat memulihkan gerakan.

Pertanyaan untuk dikomentari

• Menurut Anda, bagaimana lagi teknologi pencetakan 3D dapat mendukung bidang medis?
• Apa potensi tantangan memiliki implan cetak 3D?