3D ბეჭდვითი ძვლის იმპლანტები: მეტალის ძვლები, რომლებიც ინტეგრირდება სხეულში

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• ივნისი 28, 2023

Insight ხაზს უსვამს

3D ბეჭდვა, ან დანამატების წარმოება, მნიშვნელოვან წინსვლას დგამს სამედიცინო სფეროში, განსაკუთრებით ძვლის იმპლანტებთან დაკავშირებით. ადრეული წარმატებები მოიცავს 3D-პრინტირებულ ტიტანის ყბის იმპლანტს და 3D-პრინტირებულ იმპლანტებს ოსტეონეკროზის მქონე პაციენტებისთვის, რომლებიც ეფექტურად გვთავაზობენ ამპუტაციის ალტერნატივას. ექიმები ოპტიმისტურად არიან განწყობილნი 3D-პრინტერის ძვლების მომავლის მიმართ, რომლებსაც შეუძლიათ გენეტიკური მალფორმაციების გამოსწორება, კიდურების გადარჩენა ტრავმისგან ან დაავადებისგან და ახალი, ბუნებრივი ძვლოვანი ქსოვილის ზრდას 3D პრინტერის "ჰიპერელასტიური" ძვლების დახმარებით.

3D-დაბეჭდილი ძვლის იმპლანტების კონტექსტი

სამგანზომილებიანი ბეჭდვა იყენებს პროგრამულ უზრუნველყოფას ობიექტების შესაქმნელად ფენების მეთოდით. ამ ტიპის ბეჭდვის პროგრამული უზრუნველყოფა ზოგჯერ ცნობილია როგორც დანამატის წარმოება და მოიცავს სხვადასხვა მასალებს, როგორიცაა პლასტმასი, კომპოზიტები ან ბიოსამედიცინო. 

არსებობს რამდენიმე კომპონენტი, რომელიც გამოიყენება ძვლებისა და ძვლის ხარაჩოების 3D ბეჭდვისთვის, როგორიცაა:

• ლითონის მასალები (როგორიცაა ტიტანის შენადნობი და მაგნიუმის შენადნობი), 
• არაორგანული არალითონის მასალები (როგორიცაა ბიოლოგიური მინა), 
• ბიოლოგიური კერამიკული და ბიოლოგიური ცემენტი და 
• მაღალმოლეკულური მასალები (როგორიცაა პოლიკაპროლაქტონი და პოლილაქტური მჟავა).

3D-პრინტერით დაბეჭდილი ძვლის იმპლანტაციის ერთ-ერთი ადრეული წარმატება იყო 2012 წელს, როდესაც ჰოლანდიურმა სამედიცინო დიზაინის კომპანია Xilloc Medical დაბეჭდა ტიტანის იმპლანტი პირის ღრუს კიბოს მქონე პაციენტის ყბების ჩასანაცვლებლად. ჯგუფმა გამოიყენა რთული ალგორითმები ციფრული ყბის შესაცვლელად, რათა სისხლძარღვები, ნერვები და კუნთები დაბეჭდილი ტიტანის იმპლანტს მიემაგრებინათ.

დამრღვევი გავლენა

ტერფის ტერფის ოსტეონეკროზი, ან ძვლის სიკვდილი, შეიძლება გამოიწვიოს მთელი სიცოცხლის განმავლობაში ტკივილი და შეზღუდული მოძრაობა. ზოგიერთ შემთხვევაში, პაციენტებს შეიძლება დასჭირდეთ ამპუტაცია. თუმცა, ოსტეონეკროზით დაავადებული ზოგიერთი პაციენტისთვის 3D პრინტით დაბეჭდილი იმპლანტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამპუტაციის ალტერნატივად. 2020 წელს, ტეხასში დაფუძნებულმა UT Southwestern Medical Center-მა გამოიყენა 3D პრინტერი ტერფის ძვლების მეტალის ვერსიით ჩასანაცვლებლად. 3D-დაბეჭდილი ძვლის შესაქმნელად, ექიმებს სჭირდებოდათ კარგი ფეხის თვლების კომპიუტერული ტომოგრაფია. ამ სურათებით, ისინი მუშაობდნენ მესამე მხარესთან, რათა დაემზადებინათ სამი პლასტიკური იმპლანტი სხვადასხვა ზომის საცდელი გამოყენებისთვის. ექიმები ირჩევენ საუკეთესო მორგებას ოპერაციის დაწყებამდე საბოლოო იმპლანტის დაბეჭდვამდე. გამოყენებული ლითონი იყო ტიტანი; და როგორც კი მკვდარი ტალუსი ამოიღეს, ახალი ჩააყენეს. 3D რეპლიკა საშუალებას აძლევს მოძრაობას ტერფისა და სუბთალარის სახსრებში, რაც შესაძლებელს ხდის ფეხის გადაადგილებას ზევით და ქვევით და გვერდიდან გვერდზე.

ექიმები ოპტიმისტურად არიან განწყობილნი 3D დაბეჭდილი ძვლების მომავლის მიმართ. ეს ტექნოლოგია კარს ხსნის გენეტიკური დეფექტების გამოსწორებას ან ტრავმის ან დაავადების შედეგად დაზიანებული კიდურების გადარჩენას. მსგავსი პროცედურები მიმდინარეობს სხეულის სხვა ნაწილებზე, მათ შორის პაციენტებზე, რომლებიც კარგავენ კიდურებსა და ორგანოებს კიბოს გამო. გარდა იმისა, რომ შეეძლოთ მყარი ძვლების 3D ბეჭდვა, მკვლევარებმა ასევე შეიმუშავეს 3D-ნაბეჭდი „ჰიპერელასტიური“ ძვალი 2022 წელს. ეს სინთეზური ძვლის იმპლანტი ჰგავს ხარაჩოს ​​ან გისოსს და შექმნილია ახალი, ბუნებრივი ძვლოვანი ქსოვილის ზრდისა და რეგენერაციისთვის.

3D ბეჭდვითი ძვლის იმპლანტების შედეგები

3D პრინტით დაბეჭდილი ძვლის იმპლანტების უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს: 

• სადაზღვევო კომპანიები ქმნიან დაფარვის პოლიტიკას 3D იმპლანტებთან დაკავშირებით. ამ ტენდენციამ შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა ხელახალი რაოდენობა, გამოყენებული სხვადასხვა 3D დაბეჭდილი მასალის საფუძველზე. 
• იმპლანტები უფრო ეკონომიური ხდება, რადგან სამედიცინო 3D ბეჭდვის ტექნოლოგია ვითარდება და უფრო კომერციალიზაცია ხდება. ეს ხარჯების შემცირება გააუმჯობესებს ჯანდაცვას ღარიბთათვის და განვითარებად ქვეყნებში, სადაც ყველაზე მეტად საჭიროა ეფექტური პროცედურები.
• სამედიცინო სტუდენტები იყენებენ 3D პრინტერებს, რათა შექმნან ძვლის პროტოტიპები ტესტირებისა და ქირურგიული პრაქტიკისთვის.
• სამედიცინო მოწყობილობების უფრო მეტი კომპანია ინვესტირებას ახორციელებს ბიოსამედიცინო 3D პრინტერებში ჯანდაცვის ინდუსტრიაში მზარდი მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად.
• უფრო მეტი მეცნიერი თანამშრომლობს ტექნიკურ ფირმებთან, რათა შეიმუშაონ 3D პრინტერები სპეციალურად ორგანოებისა და ძვლების ჩანაცვლებისთვის.
• ძვლის სიკვდილის ან დეფექტების მქონე პაციენტები იღებენ 3D პრინტს, რომელსაც შეუძლია აღადგინოს მოძრაობა.

კითხვები კომენტარისთვის

• როგორ ფიქრობთ, კიდევ როგორ შეუძლია 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიას მხარი დაუჭიროს სამედიცინო სფეროს?
• რა შეიძლება იყოს პოტენციური გამოწვევები 3D პრინტერის იმპლანტების ქონასთან დაკავშირებით?