3D басып шығарылған сүйек имплантаттары: денеге біріктірілген металл сүйектер

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Маусым 28, 2023

Insight маңызды сәттері

3D басып шығару немесе қосымша өндіріс медицина саласында, әсіресе сүйек имплантаттарымен айтарлықтай жетістіктерге жетуде. Алғашқы жетістіктерге ампутацияға тиімді балама ұсынатын 3D басып шығарылған титан жақ сүйек импланты және остеонекрозбен ауыратын науқастарға арналған 3D басып шығарылған имплантаттар кіреді. Медицина мамандары генетикалық ақауларды түзететін, аяқ-қолды жарақаттан немесе аурудан сақтай алатын және 3D басып шығарылған «гиперсерпімді» сүйектердің көмегімен жаңа, табиғи сүйек тінінің өсуіне қолдау көрсете алатын 3D басып шығарылған сүйектердің болашағына сеніммен қарайды.

3D басып шығарылған сүйек имплантаттарының контексті

Үш өлшемді басып шығару қабаттау әдісі арқылы нысандарды жасау үшін бағдарламалық құралды пайдаланады. Басып шығару бағдарламалық құралының бұл түрі кейде қосымша өндіріс ретінде белгілі және пластмассалар, композиттер немесе биомедициналық материалдар сияқты әртүрлі материалдарды қамтиды. 

Сүйектер мен сүйек тіректерін 3D басып шығару үшін қолданылатын бірнеше компоненттер бар, мысалы:

• Металл материалдар (мысалы, титан қорытпасы және магний қорытпасы), 
• Бейорганикалық металл емес материалдар (мысалы, биологиялық шыны), 
• Биологиялық керамикалық және биологиялық цемент, және 
• Жоғары молекулалық материалдар (мысалы, поликапролактон және полилактикалық қышқыл).

3D басып шығарылған сүйек импланттарының ең алғашқы жетістіктерінің бірі 2012 жылы Нидерландыда орналасқан Xilloc Medical медициналық дизайн компаниясы ауыз қуысының қатерлі ісігі бар науқастың жақтарын ауыстыру үшін титан имплантын басып шығарған кезде болды. Команда басып шығарылғаннан кейін қан тамырлары, нервтер мен бұлшықеттер титан имплантына жабысып тұруы үшін сандық жақ сүйекті өзгерту үшін күрделі алгоритмдерді қолданды.

Деструктивті әсер

Остеонекрозы немесе сүйектің өлуі, тобықтағы талус өмір бойы ауырсыну мен қозғалыстың шектелуіне әкелуі мүмкін. Кейбір жағдайларда пациенттерге ампутация қажет болуы мүмкін. Дегенмен, остеонекрозбен ауыратын кейбір науқастар үшін ампутацияға балама ретінде 3D басып шығарылған имплантты қолдануға болады. 2020 жылы Техастағы UT Оңтүстік-Батыс медициналық орталығы тобық сүйектерін металл нұсқасымен ауыстыру үшін 3D принтерді пайдаланды. 3D басып шығарылған сүйекті жасау үшін дәрігерлер анықтама үшін жақсы табандағы талдың компьютерлік томографиясын қажет етті. Сол суреттермен олар үшінші тараппен жұмыс жасап, сынақ ретінде пайдалану үшін әртүрлі өлшемдегі үш пластикалық импланттарды жасады. Дәрігерлер операция алдында соңғы имплантты басып шығарар алдында ең қолайлысын таңдайды. Қолданылған металл титан болды; және өлі талус жойылғаннан кейін, орнына жаңасы қойылды. 3D репликасы тобық пен астыңғы буындарда қозғалысқа мүмкіндік береді, бұл аяқты жоғары-төмен және бүйірден екіншіге жылжытуға мүмкіндік береді.

Дәрігерлер 3D басып шығарылған сүйектердің болашағына оптимистік көзқараста. Бұл технология генетикалық ақауларды түзетуге немесе жарақаттан немесе аурудан зақымдалған аяқ-қолдарды сақтауға жол ашады. Ұқсас процедуралар дененің басқа бөліктеріне, соның ішінде ісік ауруынан аяқ-қолы мен мүшелерінен айырылған науқастарға да қолданылуда. Қатты сүйектерді 3D басып шығару мүмкіндігінен басқа, зерттеушілер 3 жылы 2022D басып шығарылған «гиперсерпімді» сүйекті де әзірледі. Бұл синтетикалық сүйек имплантаты тірекке немесе торға ұқсайды және жаңа, табиғи сүйек тінінің өсуі мен регенерациясын қолдауға арналған.

3D басып шығарылған сүйек импланттарының салдары

3D басып шығарылған сүйек импланттарының кеңірек салдары мыналарды қамтуы мүмкін: 

• Сақтандыру компаниялары 3D импланттарына қатысты сақтандыру полистерін жасайды. Бұл тенденция пайдаланылатын әртүрлі 3D басып шығарылған материалдарға негізделген әртүрлі қайта есептеулерге әкелуі мүмкін. 
• Медициналық 3D басып шығару технологиясы дамып, коммерцияланған сайын имплантаттар үнемді бола түсуде. Бұл шығындарды азайту кедейлерге және үнемді процедуралар қажет болатын дамушы елдерге медициналық көмек көрсетуді жақсартады.
• Сынақ және хирургиялық тәжірибе үшін сүйек прототиптерін жасау үшін 3D принтерлерді қолданатын медицина студенттері.
• Денсаулық сақтау саласындағы өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру үшін биомедициналық 3D принтерлеріне инвестиция салатын медициналық құрылғылардың көп компаниялары.
• Арнайы органдар мен сүйектерді ауыстыруға арналған 3D принтерлерін жасау үшін технологиялық фирмалармен серіктестікте жұмыс істейтін ғалымдар.
• Қозғалысты қалпына келтіре алатын 3D басып шығаруды алатын сүйектері өлген немесе ақаулары бар науқастар.

Түсініктеме беруге арналған сұрақтар

• 3D басып шығару технологиясы медицина саласына тағы қалай қолдау көрсете алады деп ойлайсыз?
• 3D басып шығарылған импланттарға ие болу қандай қиындықтар тудыруы мүмкін?