Vipandikizi vya mifupa vilivyochapishwa kwa 3D: Mifupa ya metali ambayo huunganishwa ndani ya mwili

• mwandishi:
• mwandishi jina

  Mtazamo wa Quantumrun
• Juni 28, 2023

Vivutio vya maarifa

Uchapishaji wa 3D, au utengenezaji wa nyongeza, unapiga hatua kubwa katika nyanja ya matibabu, hasa kwa vipandikizi vya mifupa. Mafanikio ya awali yanajumuisha kupandikiza taya ya titani iliyochapishwa kwa 3D na vipandikizi vilivyochapishwa vya 3D kwa wagonjwa wa osteonecrosis, vinavyotoa njia mbadala ya kukatwa. Wataalamu wa matibabu wana matumaini kuhusu mustakabali wa mifupa iliyochapishwa kwa 3D, ambayo inaweza kusahihisha ulemavu wa kijeni, kuokoa viungo kutokana na majeraha au magonjwa, na kusaidia ukuaji wa tishu mpya za mfupa wa asili kwa msaada wa mifupa ya "hyperelastic" iliyochapishwa 3D.

Muktadha wa vipandikizi vya mfupa uliochapishwa kwa 3D

Uchapishaji wa pande tatu hutumia programu kuunda vitu kupitia njia ya kuweka tabaka. Aina hii ya programu ya uchapishaji wakati mwingine hujulikana kama utengenezaji wa nyongeza na inajumuisha vifaa mbalimbali, kama vile plastiki, composites, au matibabu. 

Kuna vipengele vichache vinavyotumika kwa uchapishaji wa 3D wa mifupa na kiunzi cha mifupa, kama vile:

• Nyenzo za chuma (kama vile aloi ya titanium na aloi ya magnesiamu), 
• Nyenzo zisizo za metali zisizo za kikaboni (kama vile glasi ya kibaolojia), 
• Saruji ya kauri ya kibaolojia na kibaolojia, na 
• Vifaa vya juu vya Masi (kama vile polycaprolactone na asidi ya polylactic).

Mojawapo ya mafanikio ya awali katika vipandikizi vya mifupa vilivyochapishwa kwa 3D ilikuwa mwaka wa 2012 wakati kampuni ya usanifu wa matibabu yenye makao yake Uholanzi Xilloc Medical ilichapisha kipandikizi cha titani kuchukua nafasi ya taya za mgonjwa wa saratani ya mdomo. Timu ilitumia algoriti changamano kubadilisha taya ya kidijitali ili mishipa ya damu, neva na misuli iweze kushikamana na kipandikizi cha titani pindi kitakapochapishwa.

Athari ya usumbufu

Osteonecrosis, au kifo cha mfupa, cha talus kwenye kifundo cha mguu, kinaweza kusababisha maumivu ya maisha na harakati ndogo. Katika baadhi ya matukio, wagonjwa wanaweza kuhitaji kukatwa. Walakini, kwa wagonjwa wengine walio na osteonecrosis, kipandikizi kilichochapishwa cha 3D kinaweza kutumika kama njia mbadala ya kukatwa. Mnamo 2020, Kituo cha Matibabu cha UT cha Kusini-magharibi cha Texas kilitumia printa ya 3D kuchukua nafasi ya mifupa ya kifundo cha mguu na toleo la chuma. Ili kuunda mfupa uliochapishwa kwa 3D, madaktari walihitaji uchunguzi wa CT wa talus kwenye mguu mzuri kwa kumbukumbu. Kwa picha hizo, walifanya kazi na mtu wa tatu kutengeneza vipandikizi vitatu vya plastiki kwa ukubwa tofauti kwa matumizi ya majaribio. Madaktari huchagua kinachofaa zaidi kabla ya kuchapisha implant ya mwisho kabla ya upasuaji. Chuma kilichotumika kilikuwa titani; na mara tu talus iliyokufa ilipoondolewa, mpya iliwekwa mahali pake. Replica ya 3D inaruhusu harakati katika viungo vya mguu na subtalar, na kuifanya iwezekanavyo kusonga mguu juu na chini na kutoka upande hadi upande.

Madaktari wana matumaini kuhusu mustakabali wa mifupa iliyochapishwa kwa 3D. Teknolojia hii inafungua mlango wa kurekebisha kasoro za maumbile au kuokoa viungo ambavyo vimeharibiwa na kiwewe au ugonjwa. Taratibu kama hizo zinajaribiwa kwa sehemu zingine za mwili, pamoja na wagonjwa wanaopoteza viungo na viungo kwa saratani. Mbali na kuwa na uwezo wa kuchapisha mifupa dhabiti ya 3D, watafiti pia walitengeneza mfupa wa "hyperelastic" uliochapishwa kwa 3D mnamo 2022. Uingizaji huu wa mfupa wa synthetic unafanana na kiunzi au kimiani na umeundwa kusaidia ukuaji na kuzaliwa upya kwa tishu mpya za asili za mfupa.

Athari za vipandikizi vya mifupa vilivyochapishwa vya 3D

Athari pana za vipandikizi vya mifupa vilivyochapishwa vya 3D vinaweza kujumuisha: 

• Makampuni ya bima yanaunda sera za chanjo kuhusu vipandikizi vya 3D. Mtindo huu unaweza kusababisha urejeshaji tofauti kulingana na nyenzo tofauti zilizochapishwa za 3D zinazotumiwa. 
• Vipandikizi vinakuwa vya gharama nafuu kadiri teknolojia ya matibabu ya uchapishaji ya 3D inavyokua na kuwa ya kibiashara zaidi. Upunguzaji huu wa gharama utaboresha huduma za afya kwa maskini na katika nchi zinazoendelea ambapo taratibu za gharama nafuu zinahitajika zaidi.
• Wanafunzi wa matibabu wanaotumia vichapishaji vya 3D kuunda prototypes za mfupa kwa majaribio na mazoezi ya upasuaji.
• Kampuni zaidi za vifaa vya matibabu zinazowekeza katika vichapishaji vya biomedical 3D ili kukidhi mahitaji yanayoongezeka katika tasnia ya huduma ya afya.
• Wanasayansi zaidi wanaoshirikiana na makampuni ya kiteknolojia kuunda vichapishaji vya 3D mahususi kwa ajili ya kubadilisha viungo na mifupa.
• Wagonjwa walio na kifo cha mfupa au kasoro wanaopokea chapa za 3D ambazo zinaweza kurejesha harakati.

Maswali ya kutoa maoni

• Je, unadhani teknolojia ya uchapishaji ya 3D inawezaje kusaidia nyanja ya matibabu?
• Ni changamoto zipi zinazoweza kuwa za kuwa na vipandikizi vilivyochapishwa vya 3D?