3D-printed bone implants: Mga metal na buto na sumasama sa katawan

• May-akda:
• pangalan Author

  Quantumrun Foresight
• Hunyo 28, 2023

Mga highlight ng insight

Ang 3D printing, o additive manufacturing, ay gumagawa ng makabuluhang mga hakbang sa larangang medikal, lalo na sa mga bone implant. Kasama sa mga maagang tagumpay ang isang 3D-printed titanium jawbone implant at 3D-printed implants para sa mga pasyente ng osteonecrosis, na epektibong nag-aalok ng alternatibo sa amputation. Ang mga medikal na propesyonal ay optimistiko tungkol sa kinabukasan ng 3D-printed bones, na maaaring magtama ng genetic malformations, magligtas ng mga limbs mula sa trauma o sakit, at suportahan ang paglaki ng bago, natural na bone tissue sa tulong ng 3D-printed na "hyperelastic" bones.

Konteksto ng 3D-print na bone implants

Ang three-dimensional na pag-print ay gumagamit ng software upang lumikha ng mga bagay sa pamamagitan ng isang layering method. Ang ganitong uri ng software sa pag-print ay kilala minsan bilang additive manufacturing at may kasamang iba't ibang materyales, gaya ng mga plastic, composite, o biomedical. 

Mayroong ilang bahagi na ginagamit para sa 3D na pag-print ng mga buto at bone scaffold, gaya ng:

• Mga materyales na metal (tulad ng titanium alloy at magnesium alloy), 
• Mga inorganikong non-metal na materyales (tulad ng biological glass), 
• Biological ceramic at biological na semento, at 
• Mga high-molecular na materyales (tulad ng polycaprolactone at polylactic acid).

Isa sa mga pinakamaagang tagumpay sa 3D-printed bone implants ay noong 2012 nang ang kumpanyang medikal na disenyong nakabase sa Netherlands na Xilloc Medical ay nag-print ng titanium implant upang palitan ang mga panga ng isang pasyente ng oral cancer. Gumamit ang koponan ng mga kumplikadong algorithm upang baguhin ang digital jawbone upang ang mga daluyan ng dugo, nerbiyos, at kalamnan ay makakabit sa titanium implant sa sandaling nai-print.

Nakakagambalang epekto

Ang Osteonecrosis, o pagkamatay ng buto, ng talus sa bukung-bukong, ay maaaring humantong sa habambuhay na pananakit at limitadong paggalaw. Sa ilang mga kaso, ang mga pasyente ay maaaring mangailangan ng amputation. Gayunpaman, para sa ilang mga pasyente na may osteonecrosis, ang isang 3D-print na implant ay maaaring gamitin bilang isang alternatibo sa amputation. Noong 2020, gumamit ang Texas-based UT Southwestern Medical Center ng 3D printer para palitan ang mga buto ng bukung-bukong ng isang metal na bersyon. Upang lumikha ng 3D-printed na buto, ang mga doktor ay nangangailangan ng CT scan ng talus sa magandang paa para sa sanggunian. Gamit ang mga larawang iyon, nakipagtulungan sila sa isang third party upang makagawa ng tatlong plastic implant sa iba't ibang laki para sa pagsubok na paggamit. Pinipili ng mga doktor ang pinakaangkop bago mag-print ng panghuling implant bago ang operasyon. Ang ginamit na metal ay titan; at sa sandaling maalis ang patay na talus, inilagay ang bago. Ang 3D replica ay nagbibigay-daan para sa paggalaw sa bukung-bukong at subtalar joints, na ginagawang posible na ilipat ang paa pataas at pababa at mula sa gilid sa gilid.

Ang mga doktor ay optimistiko tungkol sa kinabukasan ng 3D-printed na mga buto. Binubuksan ng teknolohiyang ito ang pinto sa pagwawasto ng mga genetic malformations o pag-save ng mga limbs na napinsala ng trauma o sakit. Sinusubukan ang mga katulad na pamamaraan para sa iba pang bahagi ng katawan, kabilang ang mga pasyenteng nawalan ng mga paa at organo dahil sa kanser. Bilang karagdagan sa kakayahang mag-print ng mga solidong buto sa 3D, bumuo din ang mga mananaliksik ng 3D-print na "hyperelastic" na buto noong 2022. Ang synthetic bone implant na ito ay kahawig ng scaffold o sala-sala at idinisenyo upang suportahan ang paglaki at pagbabagong-buhay ng bago, natural na tissue ng buto.

Mga implikasyon ng 3D-printed bone implants

Ang mas malawak na implikasyon ng 3D-printed bone implants ay maaaring kabilang ang: 

• Ang mga kompanya ng seguro ay gumagawa ng mga patakaran sa saklaw patungkol sa mga 3D implant. Ang trend na ito ay maaaring humantong sa iba't ibang mga pagbabayad batay sa iba't ibang 3D na naka-print na materyales na ginamit. 
• Nagiging mas cost-effective ang mga implant habang umuunlad ang teknolohiyang medikal na 3D printing at nagiging mas komersyalisado. Ang mga pagbawas sa gastos na ito ay mapapabuti ang pangangalagang pangkalusugan para sa mahihirap at sa mga umuunlad na bansa kung saan ang mga pamamaraang matipid sa gastos ay higit na kailangan.
• Mga medikal na mag-aaral na gumagamit ng mga 3D printer upang lumikha ng mga prototype ng buto para sa pagsubok at pagsasanay sa operasyon.
• Mas maraming kumpanya ng medikal na device ang namumuhunan sa mga biomedical na 3D printer upang matugunan ang tumataas na pangangailangan sa industriya ng pangangalagang pangkalusugan.
• Mas maraming siyentipiko ang nakikipagtulungan sa mga tech firm para magdisenyo ng mga 3D printer na partikular para sa mga pagpapalit ng organ at buto.
• Mga pasyenteng may pagkamatay sa buto o mga depekto na tumatanggap ng mga 3D print na maaaring magpanumbalik ng paggalaw.

Mga tanong na ikokomento

• Paano pa kaya sa palagay mo ang teknolohiya sa pag-print ng 3D ay makakasuporta sa larangang medikal?
• Ano ang maaaring maging mga potensyal na hamon ng pagkakaroon ng 3D-printed implants?