3D baskılı kemik implantları: Vücuda entegre olan metalik kemikler

• Yazar:
• Yazar adı

  Kuantumrun Öngörüsü
• Haziran 28, 2023

İçgörü vurguları

3D baskı veya eklemeli üretim, tıp alanında, özellikle kemik implantlarında önemli adımlar atıyor. İlk başarılar arasında, 3 boyutlu baskılı titanyum çene kemiği implantı ve osteonekroz hastaları için etkili bir şekilde amputasyona bir alternatif sunan 3 boyutlu baskılı implantlar yer alıyor. Tıp uzmanları, genetik malformasyonları düzeltebilecek, uzuvları travma veya hastalıktan kurtarabilecek ve 3D baskılı "hiperelastik" kemiklerin yardımıyla yeni, doğal kemik dokusunun büyümesini destekleyebilecek 3D baskılı kemiklerin geleceği konusunda iyimser.

3D baskılı kemik implantları bağlamı

Üç boyutlu baskı, katmanlama yöntemiyle nesneler oluşturmak için yazılım kullanır. Bu tür yazdırma yazılımları bazen eklemeli üretim olarak bilinir ve plastikler, kompozitler veya biyomedikal gibi çeşitli malzemeleri içerir. 

Kemiklerin ve kemik iskelelerinin 3D baskısı için kullanılan birkaç bileşen vardır, örneğin:

• Metal malzemeler (titanyum alaşımı ve magnezyum alaşımı gibi), 
• İnorganik metal olmayan malzemeler (biyolojik cam gibi), 
• Biyolojik seramik ve biyolojik çimento ve 
• Yüksek moleküler malzemeler (polikaprolakton ve polilaktik asit gibi).

3D baskılı kemik implantlarındaki en erken başarılardan biri, 2012 yılında Hollanda merkezli tıbbi tasarım şirketi Xilloc Medical'in bir ağız kanseri hastasının çenelerini değiştirmek için bir titanyum implantı basmasıyla elde edildi. Ekip, dijital çene kemiğini değiştirmek için karmaşık algoritmalar kullandı; böylece kan damarları, sinirler ve kaslar yazdırıldıktan sonra titanyum implanta yapışabilirdi.

Yıkıcı etki

Ayak bileğindeki talusun osteonekrozu veya kemik ölümü, ömür boyu ağrıya ve hareket kısıtlılığına yol açabilir. Bazı durumlarda, hastalar amputasyon gerektirebilir. Bununla birlikte, osteonekrozu olan bazı hastalarda amputasyona alternatif olarak 3D baskılı bir implant kullanılabilir. 2020'de Teksas merkezli UT Southwestern Tıp Merkezi, ayak bileği kemiklerini metal bir versiyonla değiştirmek için bir 3D yazıcı kullandı. 3D baskılı kemiği oluşturmak için doktorların referans olarak sağlam ayakta talusun BT taramalarına ihtiyacı vardı. Bu görüntülerle, deneme amaçlı kullanılmak üzere çeşitli boyutlarda üç plastik implant üretmek için üçüncü bir tarafla çalıştılar. Doktorlar, ameliyattan önce son bir implantı basmadan önce en uygun olanı seçerler. Kullanılan metal titanyumdu; ve ölü talus çıkarıldıktan sonra yenisi yerine yerleştirildi. 3D kopya, ayak bileği ve subtalar eklemlerde harekete izin vererek ayağı yukarı, aşağı ve bir yandan diğer yana hareket ettirmeyi mümkün kılar.

Doktorlar, 3D baskılı kemiklerin geleceği konusunda iyimser. Bu teknoloji, genetik bozuklukların düzeltilmesi veya travma veya hastalık nedeniyle hasar görmüş uzuvların kurtarılması için kapıyı açar. Kanserden uzuvlarını ve organlarını kaybeden hastalar da dahil olmak üzere vücudun diğer bölgeleri için benzer prosedürler deneniyor. Araştırmacılar, katı kemikleri 3 boyutlu olarak basabilmenin yanı sıra, 3'de 2022 boyutlu baskılı "hiperelastik" bir kemik geliştirdiler. Bu sentetik kemik implantı, bir iskele veya kafesi andırıyor ve yeni, doğal kemik dokusunun büyümesini ve yenilenmesini desteklemek için tasarlandı.

3D baskılı kemik implantlarının çıkarımları

3D baskılı kemik implantlarının daha geniş etkileri şunları içerebilir: 

• 3D implantlarla ilgili teminat poliçeleri oluşturan sigorta şirketleri. Bu eğilim, kullanılan farklı 3B basılı malzemelere bağlı olarak farklı yeniden üretimlere yol açabilir. 
• Medikal 3D baskı teknolojisi geliştikçe ve daha ticari hale geldikçe implantlar daha uygun maliyetli hale geliyor. Bu maliyet indirimleri, yoksullar için ve uygun maliyetli prosedürlere en çok ihtiyaç duyulan gelişmekte olan ülkelerde sağlık hizmetlerini iyileştirecektir.
• Test ve cerrahi uygulamaları için kemik prototipleri oluşturmak üzere 3D yazıcıları kullanan tıp öğrencileri.
• Sağlık sektöründe artan talebi karşılamak için biyomedikal 3D yazıcılara yatırım yapan daha fazla tıbbi cihaz şirketi.
• Özellikle organ ve kemik değişimleri için 3D yazıcılar tasarlamak üzere teknoloji şirketleriyle ortaklık kuran daha fazla bilim insanı.
• Hareketi geri kazandırabilen 3D baskılar alan kemik ölümü veya kusurları olan hastalar.

Yorum yapılacak sorular

• 3D baskı teknolojisinin tıp alanını başka nasıl destekleyebileceğini düşünüyorsunuz?
• 3D baskılı implantlara sahip olmanın potansiyel zorlukları neler olabilir?