3D drukāšanas medicīnas nozare: pacientu ārstēšanas pielāgošana

• Autors:
• Autors nosaukums

  Quantumrun Foresight
• Janvāris 6, 2022

Ieskata kopsavilkums

Trīsdimensiju (3D) druka ir attīstījusies no tās agrīnās lietošanas gadījumiem inženierzinātnēs un ražošanā, lai atrastu vērtīgus pielietojumus pārtikas, kosmosa un veselības nozarēs. Veselības aprūpē tas piedāvā iespēju uzlabot ķirurģisko plānošanu un apmācību, izmantojot pacientam specifiskus orgānu modeļus, uzlabojot ķirurģiskos rezultātus un medicīnisko izglītību. Personalizēta medikamentu izstrāde, izmantojot 3D drukāšanu, var pārveidot zāļu izrakstīšanu un patēriņu, savukārt medicīniskā aprīkojuma ražošana uz vietas var samazināt izmaksas un palielināt efektivitāti, sniedzot labumu nepietiekami apkalpotām teritorijām. 

3D druka medicīnas nozares kontekstā 

3D druka ir ražošanas tehnika, kas var izveidot trīsdimensiju objektus, slāņojot izejvielas. Kopš 1980. gadiem tehnoloģija ir radījusi jauninājumus, kas pārsniedz agrīnās lietošanas gadījumus inženierzinātnēs un ražošanā, un tā ir migrējusi uz vienlīdz noderīgiem lietojumiem pārtikas, kosmosa un veselības nozarēs. Jo īpaši slimnīcas un medicīnas pētījumu laboratorijas pēta jaunus 3D tehnoloģiju lietojumus jaunām pieejām fizisku traumu ārstēšanai un orgānu nomaiņai.

Deviņdesmitajos gados 1990D drukāšana sākotnēji tika izmantota medicīnas jomā zobu implantiem un speciāli izgatavotām protēzēm. Līdz 3. gadiem zinātnieki beidzot spēja ģenerēt orgānus no pacientu šūnām un atbalstīt tos ar 2010D drukātu sistēmu. Attīstoties tehnoloģijām, lai pielāgotos arvien sarežģītākiem orgāniem, ārsti sāka attīstīt sīkas funkcionālas nieres bez 3D drukātām sastatnēm. 

Protēžu priekšpusē 3D drukāšana var radīt pacienta anatomijai pielāgotus rezultātus, jo tai nav nepieciešamas veidnes vai vairākas specializētas iekārtas. Tāpat 3D dizainu var ātri mainīt. Galvaskausa implanti, locītavu protezēšana un zobu atjaunošana ir daži piemēri. Lai gan daži lielie uzņēmumi rada un tirgo šos priekšmetus, stacionārā aprūpe izmanto augstāku pielāgošanas pakāpi.

Traucējoša ietekme

Spēja izveidot pacientam specifiskus orgānu un ķermeņa daļu modeļus varētu ievērojami uzlabot ķirurģisko plānošanu un apmācību. Ķirurgi varētu izmantot šos modeļus, lai praktizētu sarežģītas procedūras, samazinot komplikāciju risku faktisko operāciju laikā. Turklāt šie modeļi varētu kalpot kā izglītības instrumenti, nodrošinot medicīnas studentiem praktisku pieeju cilvēka anatomijas un ķirurģisko metožu apguvei.

Farmācijas nozarē 3D drukāšana var novest pie personalizētu medikamentu izstrādes. Šī tehnoloģija varētu ļaut ražot tabletes, kas pielāgotas indivīda īpašajām vajadzībām, piemēram, apvienot vairākas zāles vienā tabletē vai pielāgot devu, pamatojoties uz pacienta unikālo fizioloģiju. Šis pielāgošanas līmenis varētu uzlabot ārstēšanas efektivitāti un pacientu atbilstību, potenciāli mainot veidu, kādā zāles tiek izrakstītas un patērētas. Tomēr, lai nodrošinātu drošību un efektivitāti, tas prasītu rūpīgu regulējumu un uzraudzību.

3D drukas integrācija medicīnas nozarē varētu būtiski ietekmēt veselības aprūpes ekonomiku un politiku. Iespēja ražot medicīnisko aprīkojumu un piederumus uz vietas varētu samazināt atkarību no ārējiem piegādātājiem, potenciāli radot izmaksu ietaupījumus un paaugstinātu efektivitāti. Tas varētu būt īpaši izdevīgi attālos vai nepietiekami apkalpotos apgabalos, kur piekļuve medicīnas piederumiem var būt sarežģīta. Valdībām un veselības aprūpes organizācijām, iespējams, būs jāņem vērā šie potenciālie ieguvumi, izstrādājot politikas un stratēģijas veselības aprūpes sniegšanai nākotnē.

3D drukāšanas ietekme medicīnas nozarē

Plašāka 3D drukāšanas ietekme medicīnas nozarē var ietvert:

• Ātrāka implantu un protēžu izgatavošana, kas ir lētāki, izturīgāki un pielāgoti katram pacientam. 
• Uzlabota medicīnas studentu apmācība, ļaujot studentiem praktizēt operācijas ar 3D drukātiem orgāniem.
• Uzlabota ķirurģiskā sagatavošana, ļaujot ķirurgiem praktizēt operācijas ar 3D izdrukātiem pacientu orgāniem, kurus viņi operēs.
• Paildzināto orgānu nomaiņas gaidīšanas laiku likvidēšana, jo šūnu 3D printeri iegūst spēju izvadīt funkcionējošus orgānus (2040. gadi). 
• Lielākā daļa protezēšanas tiek likvidētas, jo šūnu 3D printeri iegūst iespēju izvadīt funkcionējošas rezerves rokas, rokas un kājas (2050. gadi). 
• Uzlabota pieejamība personalizētām protēzēm un medicīniskām ierīcēm, kas sniedz iespējas personām ar invaliditāti, veicina iekļaušanu un uzlabo viņu dzīves kvalitāti.
• Normatīvie regulējumi un standarti, lai nodrošinātu 3D drukāšanas drošību, efektivitāti un ētisku izmantošanu veselības aprūpē, panākot līdzsvaru starp inovāciju veicināšanu un pacientu labklājības aizsardzību.
• Pielāgoti risinājumi ar vecumu saistītām veselības problēmām, piemēram, ortopēdiskie implanti, zobu restaurācijas un palīgierīces, kas apmierina vecāka gadagājuma cilvēku īpašās vajadzības.
• Darba iespējas biomedicīnas inženierijā, digitālajā dizainā un 3D drukas tehnoloģiju attīstībā.
• Samazināts atkritumu un resursu patēriņš, optimizējot materiālu izmantošanu, samazinot vajadzību pēc liela mēroga ražošanas un nodrošinot ražošanu pēc pieprasījuma.

Jautājumi, kas jāapsver

• Kā vēl var izmantot 3D drukāšanu, lai uzlabotu veselības rezultātus?
• Kādi ir daži drošības standarti, kas regulatoriem būtu jāpieņem, reaģējot uz pieaugošo 3D drukāšanas pielietojumu medicīnas nozarē?