3D-принтер і медицина

ЛІКАРНІ ПО ВСЬОМУ СВІТУ З 3D-ДРУКОМ

Винайдений ученим на ім’я Чак Хулл в далекому 1986 році, 3D-друк – процес читання цифрової віртуальної 3D моделі з наступною побудовою фізичного об’єкта.

Впровадження 3D-друку централізовано стало тенденцією в провідних лікарнях світу. Сьогодні лікарі використовують 3D-друк для планування, навчання і візуалізації хірургічних операцій.

ТОП-5 медичних дисциплін, що використовують технологію 3D-друку

• Кардіологія
• Ортопедія
• Судинна
• Нейрохірургія
• Гепатобіліарна (печінка, жовчний міхур)

“До 2021 року 25% хірургів будуть проводити практику на 3D-друкованих моделях пацієнта до операції”.

– Піт Базілієр, віце-президент з досліджень, Gartner

Стрімке поширення 3D-друку в протезуванні пояснюється можливістю «підігнати» імплантат під індивідуальні характеристики пацієнта. А “друкування” повноцінних органів, що створюються з клітин самого пацієнта, дозволяє значно зменшити ймовірність відторгнення організмом хворого нового органу при пересадці.

На початку 2015 року в США з’явилася перша людина, якій імплантували колінний суглоб, надрукований на 3D-принтері.

Чим це краще звичайних імплантів? Зазвичай для протезування колінного суглоба підбирається протез, після чого кістка обточується, щоб підійти до нього. У випадку ж з 3D-друком розробники взяли результати комп’ютерної томографії та зробили суглоб, який максимально природно підійде цьому пацієнтові.

Ще одна важлива відмінність такого типу суглобів від класичних сталевих і пластикових: «класику» через 10-20 років доведеться міняти.

Чому 3D-друк з точки зору протезування кісток настільки ефективний?

1) Швидкість. Використання традиційних технологій лиття протезів – процес довгий.
2) Легкість. Вагу, до речі, можна регулювати, змінюючи пористість титанового протеза.
3) Пористість. Саме ця якість дозволяє протезу швидше «обростати» живими тканинами.

За допомогою об’ємного друку 75% черепа пацієнта були замінені, що є непоганим показником. Ця операція пройшла 4 березня 2013 року в США, зроблена вона була після двотижневої роботи з відсканованої моделлю черепа пацієнта. Результат повторює найдрібніші подробиці форми.

Маючи перед очима об’ємну 3D-модель, хірургам буде набагато простіше орієнтуватися всередині живої людини під час операції. Тим більше, коли операція проходить на маленькій дівчинці, чия ракова пухлина перебувала занадто близько до хребта, а також була оточена здоровими тканинами, органами, венами і артеріями.

Ця найнебезпечніша операція пройшла успішно, тому що лікарі використовували цю роздруковану 3D-модель і ретельно спланували операцію з її допомогою.

Дослідники з Тель-Авівського університету у 2019 році «надрукували» перше в світі 3D-серце, використовуючи власні клітини пацієнта і біологічний матеріал. “Надруковане” тривимірне васкуляризоване серце повністю відповідає імунологічним, клітинним, біохімічним та анатомічним властивостям пацієнта. Їх дослідження може згодом вирішити проблему нестачі сердець, з якою світ стикається сьогодні.

“Це перший раз, коли хтось успішно сконструював та надрукував ціле серце, наповнене клітинами, судинами, шлуночками та камерами … Це серце виготовлено з клітин людини та біологічних матеріалів, характерних для пацієнта. У нашому процесі ці матеріали служать біоінками, речовинами із цукрів і білків, які можна використовувати для 3D-друку складних тканинних моделей. Люди встигли зробити 3D-друк структури серця в минулому, але не з клітинами або судинами. Наші результати демонструють потенціал нашого підходу до інженерно-персоналізованої заміни тканин та органів у майбутньому… На цьому етапі наше 3D-серце невелике, розмір серця кролика. Але більші людські серця вимагають тієї ж технології.”

Список використаних джерел

1. https://www.materialise.com/en/blog/3D-printing-hospitals

2. https://3dprinter.ua/prikladi-vikoristannya-3d-druku-v-meditsini/

3. https://habr.com/ru/post/237699/

4. https://3ddevice.com.ua/faq-voprosy-i-otvety-o-3d-printerakh/3d-printery/

5. https://www.intelligentliving.co/first-3d-printed-hearts-grown-stem-cells/