3Д штампани коштани имплантати: Металне кости које се интегришу у тело

• Аутор:
• ime аутора

  Куантумрун Форесигхт
• Јун 28, 2023

Инсигхт хигхлигхтс

3Д штампа, или адитивна производња, чини значајан напредак у медицинском пољу, посебно са коштаним имплантатима. Рани успеси укључују 3Д штампане имплантате вилице од титанијума и 3Д штампане импланте за пацијенте са остеонекрозом, што ефективно нуди алтернативу ампутацији. Медицински професионалци су оптимистични у погледу будућности 3Д штампаних костију, које би могле да исправе генетске малформације, спасу удове од трауме или болести и подрже раст новог, природног коштаног ткива уз помоћ 3Д штампаних "хипереластичних" костију.

3Д штампани контекст коштаних имплантата

Тродимензионално штампање користи софтвер за креирање објеката методом слојева. Овај тип софтвера за штампање је понекад познат као адитивна производња и укључује различите материјале, као што су пластика, композити или биомедицински. 

Постоји неколико компоненти које се користе за 3Д штампање костију и коштаних скела, као што су:

• Метални материјали (као што су легура титанијума и легура магнезијума), 
• Неоргански неметални материјали (као што је биолошко стакло), 
• Биолошка керамика и биолошки цемент, и 
• Високомолекуларни материјали (као што су поликапролактон и полимлечна киселина).

Један од најранијих успеха 3Д штампаних коштаних имплантата био је 2012. године када је холандска компанија за медицински дизајн Ксиллоц Медицал одштампала титанијумски имплантат који је заменио чељусти пацијента са оралним раком. Тим је користио компликоване алгоритме да промени дигиталну кост вилице тако да се крвни судови, нерви и мишићи могу причврстити за титанијумски имплантат када се одштампа.

Ометајући утицај

Остеонекроза, или смрт костију, талуса у зглобу, може довести до доживотног бола и ограниченог кретања. У неким случајевима, пацијентима може бити потребна ампутација. Међутим, за неке пацијенте са остеонекрозом, 3Д штампани имплантат се може користити као алтернатива ампутацији. 2020. године, медицински центар УТ Соутхвестерн Медицал Центер са седиштем у Тексасу користио је 3Д штампач да замени кости скочног зглоба металном верзијом. Да би направили 3Д штампану кост, лекарима су били потребни ЦТ скенови талуса на добром стопалу за референцу. Са тим сликама, радили су са трећом страном на производњи три пластична имплантата различитих величина за пробну употребу. Лекари бирају најбоље решење пре штампања коначног импланта пре операције. Коришћени метал је био титанијум; и када је мртви талус уклоњен, нови је постављен на своје место. 3Д реплика омогућава кретање у скочним и субталарним зглобовима, што омогућава померање стопала горе-доле и са једне на другу страну.

Лекари су оптимистични у погледу будућности 3Д штампаних костију. Ова технологија отвара врата за исправљање генетских малформација или спасавање удова који су оштећени траумом или болешћу. Сличне процедуре се тестирају и за друге делове тела, укључујући пацијенте који изгубе удове и органе због рака. Поред могућности да 3Д штампају чврсте кости, истраживачи су такође развили 3Д штампану „хипереластичну“ кост 2022. Овај синтетички коштани имплантат подсећа на скелу или решетку и дизајниран је да подржи раст и регенерацију новог, природног коштаног ткива.

Импликације 3Д штампаних коштаних имплантата

Шире импликације 3Д штампаних коштаних имплантата могу укључивати: 

• Осигуравајуће компаније креирају полисе покрића у вези са 3Д имплантатима. Овај тренд може довести до различитих накнада на основу различитих 3Д штампаних материјала који се користе. 
• Имплантати постају исплативији како се технологија медицинске 3Д штампања развија и постаје све комерцијализованија. Ова смањења трошкова ће побољшати здравствену заштиту за сиромашне иу земљама у развоју где су исплативе процедуре најпотребније.
• Студенти медицине који користе 3Д штампаче за креирање прототипова костију за тестирање и хируршку праксу.
• Више компанија за медицинске уређаје улаже у биомедицинске 3Д штампаче како би задовољиле све већу потражњу у здравственој индустрији.
• Више научника у партнерству са технолошким фирмама како би дизајнирали 3Д штампаче посебно за замену органа и костију.
• Пацијенти са смрћу костију или дефектима који добијају 3Д отиске који могу да поврате кретање.

Питања за коментарисање

• Шта иначе мислите да технологија 3Д штампања може подржати медицинску област?
• Који могу бити потенцијални изазови 3Д штампаних имплантата?