Implan tulang bercetak 3D: Tulang logam yang bercantum ke dalam badan

• Pengarang
• Nama pengarang

  Quantumrun Foresight
• Jun 28, 2023

Sorotan wawasan

Percetakan 3D, atau pembuatan aditif, membuat kemajuan yang ketara dalam bidang perubatan, terutamanya dengan implan tulang. Kejayaan awal termasuk implan tulang rahang titanium cetakan 3D dan implan cetakan 3D untuk pesakit osteonekrosis, dengan berkesan menawarkan alternatif kepada amputasi. Pakar perubatan optimistik tentang masa depan tulang cetakan 3D, yang boleh membetulkan kecacatan genetik, menyelamatkan anggota badan daripada trauma atau penyakit, dan menyokong pertumbuhan tisu tulang semula jadi baharu dengan bantuan tulang "hiperelastik" cetakan 3D.

Konteks implan tulang bercetak 3D

Pencetakan tiga dimensi menggunakan perisian untuk mencipta objek melalui kaedah lapisan. Perisian percetakan jenis ini kadangkala dikenali sebagai pembuatan aditif dan termasuk pelbagai bahan, seperti plastik, komposit atau bioperubatan. 

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

• Bahan logam (seperti aloi titanium dan aloi magnesium), 
• Bahan bukan logam bukan organik (seperti kaca biologi), 
• Seramik biologi dan simen biologi, dan 
• Bahan molekul tinggi (seperti polycaprolactone dan polylactic acid).

Salah satu kejayaan terawal dalam implan tulang cetakan 3D adalah pada 2012 apabila syarikat reka bentuk perubatan yang berpangkalan di Belanda Xilloc Medical mencetak implan titanium untuk menggantikan rahang pesakit kanser mulut. Pasukan itu menggunakan algoritma rumit untuk menukar tulang rahang digital supaya saluran darah, saraf dan otot boleh melekat pada implan titanium sebaik sahaja dicetak.

Kesan yang mengganggu

Osteonecrosis, atau kematian tulang, talus di pergelangan kaki, boleh membawa kepada kesakitan seumur hidup dan pergerakan terhad. Dalam sesetengah kes, pesakit mungkin memerlukan amputasi. Walau bagaimanapun, bagi sesetengah pesakit dengan osteonekrosis, implan cetakan 3D boleh digunakan sebagai alternatif kepada amputasi. Pada tahun 2020, Pusat Perubatan UT Southwestern yang berpangkalan di Texas menggunakan pencetak 3D untuk menggantikan tulang buku lali dengan versi logam. Untuk mencipta tulang cetakan 3D, doktor memerlukan imbasan CT talus pada kaki yang baik untuk rujukan. Dengan imej tersebut, mereka bekerjasama dengan pihak ketiga untuk menghasilkan tiga implan plastik dalam pelbagai saiz untuk kegunaan percubaan. Doktor memilih yang terbaik sebelum mencetak implan terakhir sebelum pembedahan. Logam yang digunakan ialah titanium; dan sebaik sahaja talus yang mati dikeluarkan, yang baru diletakkan di tempatnya. Replika 3D membolehkan pergerakan di pergelangan kaki dan sendi subtalar, menjadikannya mungkin untuk menggerakkan kaki ke atas dan ke bawah dan dari sisi ke sisi.

Doktor optimis tentang masa depan tulang cetakan 3D. Teknologi ini membuka pintu untuk membetulkan kecacatan genetik atau menyelamatkan anggota badan yang telah rosak akibat trauma atau penyakit. Prosedur yang sama sedang diuji untuk bahagian lain badan, termasuk pesakit yang kehilangan anggota badan dan organ akibat kanser. Selain dapat mencetak tulang pepejal 3D, penyelidik juga membangunkan tulang "hiperelastik" cetakan 3D pada tahun 2022. Implan tulang sintetik ini menyerupai perancah atau kekisi dan direka untuk menyokong pertumbuhan dan penjanaan semula tisu tulang semula jadi yang baharu.

Implikasi implan tulang cetakan 3D

Implikasi yang lebih luas daripada implan tulang cetakan 3D mungkin termasuk: 

• Syarikat insurans membuat polisi perlindungan mengenai implan 3D. Aliran ini mungkin membawa kepada imbuhan yang berbeza berdasarkan bahan bercetak 3D berbeza yang digunakan. 
• Implan menjadi lebih kos efektif apabila teknologi percetakan 3D perubatan berkembang dan menjadi lebih dikomersialkan. Pengurangan kos ini akan meningkatkan penjagaan kesihatan untuk golongan miskin dan di negara membangun di mana prosedur kos efektif amat diperlukan.
• Pelajar perubatan menggunakan pencetak 3D untuk mencipta prototaip tulang untuk ujian dan amalan pembedahan.
• Lebih banyak syarikat peranti perubatan melabur dalam pencetak 3D bioperubatan untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat dalam industri penjagaan kesihatan.
• Lebih ramai saintis bekerjasama dengan firma teknologi untuk mereka bentuk pencetak 3D khusus untuk penggantian organ dan tulang.
• Pesakit dengan kematian tulang atau kecacatan yang menerima cetakan 3D yang boleh memulihkan pergerakan.

Soalan untuk diulas

• Bagaimana lagi pada pendapat anda teknologi percetakan 3D boleh menyokong bidang perubatan?
• Apakah potensi cabaran untuk memiliki implan cetakan 3D?