Implanturi osoase imprimate 3D: oase metalice care se integrează în corp

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• 28 Iunie, 2023

Perspectivă evidențiază

Imprimarea 3D, sau fabricarea aditivă, face progrese semnificative în domeniul medical, în special cu implanturile osoase. Succesele timpurii includ un implant maxilar din titan imprimat 3D și implanturi imprimate 3D pentru pacienții cu osteonecroză, oferind în mod eficient o alternativă la amputare. Medicii sunt optimiști cu privire la viitorul oaselor imprimate în 3D, care ar putea corecta malformațiile genetice, ar putea salva membrele de traume sau boli și ar putea sprijini creșterea țesutului osos natural, cu ajutorul oaselor „hiperelastice” imprimate în 3D.

Contextul implanturilor osoase imprimate 3D

Imprimarea tridimensională utilizează software pentru a crea obiecte printr-o metodă de stratificare. Acest tip de software de imprimare este uneori cunoscut sub numele de fabricație aditivă și include diverse materiale, cum ar fi materiale plastice, compozite sau biomedicale. 

Există câteva componente utilizate pentru imprimarea 3D a oaselor și a schelelor osoase, cum ar fi:

• Materiale metalice (cum ar fi aliajul de titan și aliajul de magneziu), 
• Materiale anorganice nemetalice (cum ar fi sticla biologică), 
• Ceramica biologică și cimentul biologic și 
• Materiale cu conținut molecular ridicat (cum ar fi policaprolactonă și acid polilactic).

Unul dintre primele succese ale implanturilor osoase imprimate 3D a fost în 2012, când compania de design medical din Olanda, Xilloc Medical, a tipărit un implant de titan pentru a înlocui maxilarele unui pacient cu cancer oral. Echipa a folosit algoritmi complicati pentru a schimba osul digital al maxilarului, astfel încât vasele de sânge, nervii și mușchii să se poată atașa de implantul de titan odată imprimat.

Impact perturbator

Osteonecroza, sau moartea osoasă a talusului din gleznă, poate duce la o viață de durere și mișcare limitată. În unele cazuri, pacienții pot necesita amputare. Cu toate acestea, pentru unii pacienți cu osteonecroză, un implant imprimat 3D poate fi folosit ca alternativă la amputare. În 2020, Centrul Medical UT Southwestern din Texas a folosit o imprimantă 3D pentru a înlocui oasele gleznei cu o versiune metalică. Pentru a crea osul imprimat 3D, medicii au avut nevoie de scanări CT ale talusului de pe piciorul bun pentru referință. Cu acele imagini, au lucrat cu o terță parte pentru a produce trei implanturi din plastic de diferite dimensiuni pentru utilizare de probă. Medicii aleg cea mai bună potrivire înainte de a imprima un implant final înainte de operație. Metalul folosit a fost titanul; iar odată ce talusul mort a fost îndepărtat, cel nou a fost pus la loc. Replica 3D permite mișcarea gleznei și a articulațiilor subtalar, făcând posibilă mișcarea piciorului în sus și în jos și dintr-o parte în alta.

Medicii sunt optimiști cu privire la viitorul oaselor imprimate 3D. Această tehnologie deschide ușa pentru corectarea malformațiilor genetice sau salvarea membrelor care au fost deteriorate de traume sau boală. Proceduri similare sunt testate pentru alte părți ale corpului, inclusiv pentru pacienții care își pierd membre și organe din cauza cancerului. Pe lângă faptul că pot imprima oase solide în 3D, cercetătorii au dezvoltat și un os „hiperelastic” imprimat 3D în 2022. Acest implant osos sintetic seamănă cu o schelă sau o rețea și este conceput pentru a sprijini creșterea și regenerarea țesutului osos nou, natural.

Implicațiile implanturilor osoase imprimate 3D

Implicațiile mai largi ale implanturilor osoase imprimate 3D pot include: 

• Companii de asigurări care creează polițe de acoperire privind implanturile 3D. Această tendință poate duce la diferite renumerări bazate pe diferitele materiale imprimate 3D utilizate. 
• Implanturile devin mai rentabile pe măsură ce tehnologia medicală de imprimare 3D se dezvoltă și devine mai comercializată. Aceste reduceri de costuri vor îmbunătăți asistența medicală pentru cei săraci și în țările în curs de dezvoltare, unde procedurile rentabile sunt cele mai necesare.
• Studenții la medicină care folosesc imprimante 3D pentru a crea prototipuri osoase pentru testare și practica chirurgicală.
• Mai multe companii de dispozitive medicale investesc în imprimante 3D biomedicale pentru a răspunde cererii tot mai mari din industria sănătății.
• Mai mulți oameni de știință în parteneriat cu firme de tehnologie pentru a proiecta imprimante 3D special pentru înlocuirea organelor și oaselor.
• Pacienți cu moarte osoasă sau defecte care primesc imprimări 3D care pot restabili mișcarea.

Întrebări de comentat

• Cum altfel credeți că tehnologia de imprimare 3D poate sprijini domeniul medical?
• Care ar putea fi provocările potențiale ale implanturilor imprimate 3D?