3D печать в медицине-новое измерение

Содержание

3D печать в медицине – применение 3D технологий в медицине

3D печать в медицине-новое измерение

Текущий уровень развития 3Д технологий и их роль в медицине позволяет выделить отдельную ветвь этой сферы – 3D печать в медицине. 3DDevice знает, как использовать 3D принтер в медицине и предлагает такие услуги:

➤3Д печать прототипов и готовых имплантатов с использованием различных технологий и расходных материалов; ➤Изготовление прототипов протезов (стоматологических и не только); ➤Разработка и печать ортопедических корсетов и вспомогательных приспособлений для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата;

➤Создание медицинских 3Д моделей на основе индивидуальных данных (МРТ, 3Д сканирование);

➤Совместное с медицинскими работниками проектирование индивидуальных врачебных приспособлений.

3D печать титаном

Мы решили вынести отдельным пунктом одно из важных применений 3D-печати, которое постепенно получает распространение и в Украине. 3D печать титаном может сыграть значительную роль в создании индивидуальных протезов и имплантатов. Таким образом значительно упрощается процесс проведения операции и уменьшается риск послеоперационных осложнений.

Мы предлагаем 3D печать титаном на профессиональных 3D-принтерах по индивидуальным данным пациента. Есть возможность моделирования необходимого изделия на основе данных КТ. Более подробную информацию о проведении подобного проекта читайте в этой статье.

3D печать титаном – это новый шаг в медицине, который может значительно упростить весь процесс лечения.

3D медицина

Вероятно, наибольшее влияние на нашу жизнь может оказать именно 3D печать в медицине. Медицина не стоит на месте, постоянно совершенствуется и развивается. Уже сегодня в этой сфере разрабатываются чрезвычайно перспективные методики, способные полностью перевернуть мир.

В основном, это достижения в сфере биопечати – потенциально успешной технологии, позволяющей создавать живые ткани, кости и органы, идентичные человеческим. Но 3D печать в медицине не ограничивается лишь таким применением.

На текущий момент доступны и более реальные возможности, которые уже широко применяются по всему миру.

3D технологии в медицине

Не только 3D принтерам находится место в медицинской промышленности: 3D технологии в медицине применяются в полном объеме. Давайте рассмотрим, в каких целях медицинские работники используют трехмерные методики:

➤3D сканирование для определения индивидуальных параметров пациента. Очень популярный подход при разработке имплантатов и протезов в медицине.

Значительно упрощает процесс изготовления вспомогательных структур, а также исключает возможность возникновения послеоперационных осложнений; ➤3D печать для изготовления индивидуальных протезов и имплантатов.

Уже разработаны универсальные органические материалы, оптимальные для вживления в человеческое тело и прочих применений в медицине; ➤Медицинская визуализация.

Результаты 3Д сканирования позволяют наглядно оценить состояние пациента и точнее поставить диагноз;

➤Медицинское макетирование и учебные модели. Напоминает предыдущий подход, но по результатам сканирования строится 3D модель, которая затем воспроизводится на 3Д принтере. Подобные модели широко применяются в медицинских вузах.

3D принтер в медицине

Что бы ни говорили скептики, 3D принтер в медицине – это реальный шанс превзойти все существующие возможности врачей. Причем, речь не только о биопринтерах. В медицине высоко ценятся и обычные FDM/SLA 3Д принтеры.

Применение последних особо интересно для стоматологов, ведь эта технология 3D печати является признанным лидером в создании объектов с высокой степенью детализации. В остальном 3D принтер в медицине имеет самые различные применения.

Основные из них мы перечислили в предыдущих пунктах.

Для оформления заказа на любую из перечисленных услуг 3Д печати в медицине – пишите нам на электронную почту, или звоните по телефону. Все данные для этого находятся в разделе «Наши контакты».

Хотим напомнить, что в нашем магазине представлен большой выбор 3Д сканеров, 3Д ручек и 3Д принтеров. Кроме того, у нас заказывают:

➤3Д печать; ➤3Д сканирование; ➤Создание изделия по чертежам; ➤3Д моделирование; ➤Разработку 3Д модели по образцу; ➤3Д проектирование; ➤Разработку 3Д модели по фото; ➤Восстановление поврежденных изделий; ➤Изготовление изделия по описанию;

➤Постобработку и покраску готовых изделий;

➤Мелкосерийное производство;
➤Макетирование.

Примеры работ

Источник: https://3ddevice.com.ua/3d-pechat-v-meditsine/

3D печать в медицине. 3D печать сердца

3D печать в медицине-новое измерение

Появление и развитие трехмерной печати привело к тому, что сегодня стала возможной 3d печать органов, т.е. выращивание органов на 3д-принтере. Печать пластиковых изделий, еды, обуви, одежды, шоколада – это уже обыденность. Новая отрасль, которой сегодня работает множество специалистов и ученых – это 3d печать в медицине.

3D печать в медицине

Современные технологии 3д печати изменили нашу жизнь и значительно ее упростили. Сегодня на 3д принтере можно напечатать совершенно неожиданные вещи, в том числе и медицинского назначения.

3D печать в медицине:

  • изготовление имплантов верхней и нижней челюсти в стоматологии;
  • печать искусственного позвоночника, межпозвоночных дисков;
  • череп и кости черепной коробки;
  • другие кости: лопатка, ключицу, подвздошная кость таза;
  • печать суставов: коленный сустав, тазобедренный сустав;
  • ушная раковина – бионическое ухо;
  • ткани печени (для тестирования лекарственных препаратов);
  • ортопедические изделия.

Основная функция 3d печати органов – их трансплантация. Однако применение данных технологий не ограничивается лишь этой областью, они задействованы в различных областях медицины.

  1. Пересадка органов – основная цель выращивания органов на базе 3д-принтеров.
  2. Замена кости. По данным 3д сканирования можно отстроить модель кости, которая необходима пациенту и распечатать ее на принтере.
  3. Поддержка скелета. При помощи 3д печати создаются специальные структуры. Поддерживающие скелет человека, что значительно ускоряет и облегчает процесс выздоровления человека.
  4. Тестирование лекарственных препаратов. Создание человеческих органов и тканей при помощи трехмерных технологий позволит прекратить проведение испытаний лекарств на животных.
  5. Создание органов позволит врачам-хирургам практиковать свои навыки на напечатанных органах.

3D печать органов (выращивание органов)

Мысль о печати органов на 3д-принтере до недавнего времени казалась просто фантастической, однако, сегодня это реальность. Разработчики всего мира работают над тем чтобы получить первый полноценно функционирующий в организме человека орган.

На первом этапе ученые пытались получить человеческий орган путем формирования искусственной структуры в виде органа, а затем наполняли эту структуру живыми клетками. Однако за последнее десятилетие ученые изобрели 3d принтер. который может и создавать структуру органа и наполнять его живыми клетками.

Некоторые ученые считают, что создать орган можно не формирую предварительно его каркас, используя при этом возможности самоорганизации живых клеток. Учеными были проведены эксперименты по созданию кусочков печени. Сначала были сформированы нужные блоки клеток, а затем при помощи 3д-принтера они были разложены слоями, для того чтобы дать им возможность совместного роста.

При создании органов на основе трехмерной печати ученые выделяют 4 уровня сложности печати:

  1. Наиболее просто произвести печать плоских структур, состоящих всего из одного вида клеток, к примеру, кожи.
  2. Следующими о сложности идут трубчатые структуры, из двух видов клеток – кровеносные сосуды.
  3. Третий уровень – полые органы – желудок или мочевой пузырь;
  4. Самые сложные органы – это почки, сердце, печень.

Имплантация первых трех видов органов человеку уже была проведена на практике. Над созданием органов четвертого уровня – почек, печени и сердца, ученые продолжают усердно работать.

3D печать сердца

Ученые университета Луисвилл усердно работают над созданием сердца, используя при этом живые клетки в качестве материала. Сегодня специалисты уже имеют опыт печати сердечных клапанов, мембран, малых вен, применяя клеточный материал. Создание других частей сердца теоритически также возможно, однако для этого нужно применять совершенно иные методики и подходы.

Стюарт Уильямс – клеточный биолог и главный координатор этого проекта – дает прогнозы по созданию полноценного сердца в ближайшие 5 лет. В случае успеха полученный орган не будет называться искусственным, наименованием сердца будет «bioficial heart», а построено оно будет из синтетических и натуральных компонентов.

На данный момент перед учеными стоит ряд проблем. Для решения, которых, прежде всего, необходимо объединить все компоненты сердца в полноценную систему. Клетки заставить слажено работать, как единый механизм достаточно сложно. Также необходимо продумать систему содержания «напечатанного сердца» по окончанию процесса печати.

Одним из главных достоинств «напечатанного» сердца является то, что в качестве исходного материала будут взяты клетки жировой ткани пациента, которому необходима трансплантация органа, в связи, с чем будет исключена возможность отторжения чужеродных клеток, так как эти клетки будут для организма «своими». Прежде чем попасть на печатающее устройство клетки будут полностью очищены, после чего материал будет нанесен слой за слоем по предварительно отстроенной модели.

Компания КЛОНА предлагает высококачественные услуги 3D печати и 3d моделирования по лояльным ценам. Мы всегда рады сотрудничеству!

Источник: https://klona.ua/blog/3d-pechat-i-prototipirovanie/3d-pechat-v-medicine-3d-pechat-serdca

Студия 3DLab

3D печать в медицине-новое измерение

Технология 3D-печати появилась благодаря открытию американского изобретателя Чарльза Халла в 1983 году и постепенно распространилась по всем сферам производства.

Применять технологию в мировом здравоохранении начали с 2000-х годов. С тех пор использование трехмерной печати в медицинских целях значительно эволюционировало. Что же произошло за эти 30 лет в индустрии, какие изменения заставили ученых поверить в разрешение сложнейших вопросов медицины?

5 прорывных шагов в развитии 3D-печати

  1. Вскоре после оформления патента на устройство для 3D-печати, компания Халла 3D Systems выпустила в продажу первый 3D-принтер (1988 г.).

    В связи с высокими затратами на оборудование сначала право на использование технологии зарегистрировали крупные промышленные корпорации, но вложения быстро окупались, и трехмерную печать стали применять в архитектуре, образовании, картографии и в розничной торговле.

    История открытия 3D-печати

    В ходе изготовления небольших пластиковых деталей для будущего прототипа вместо закрепления ультрафиолетовым излучением отдельных тонких слоев фоточувствительных полимеров, Ч.

    Халл наложил друг на друга тысячи еще более тонких слоев пластика и на каждый такой слой нанес эпоксидную смолу, которую ранее использовал для выполнения покрытий, и уже полученную форму закрепил ультрафиолетом.

    В результате эксперимента стало ясно, что принцип послойного наложения и склеивания пластика позволит создавать трехмерные объекты любой формы.

  2. В 1999 г. группа ученых и врачей института регенеративной медицины Уэйк Форест (США) имплантировали пациенту орган, выращенный в лаборатории на основе клеток самого пациента. Операция стала прецедентом создания с помощью компьютерной томографии и 3D-принтера точной копии органа пациента – мочевого пузыря.

  3. Ученые института Уэйк Форест создали функционирующую печень на основе био-чернил. В этот раз они не просто напечатали базу для наложения живой ткани, а точно воспроизвели ткань печени. Хотя орган не подлежал пересадке, эксперимент стал впечатляющим подтверждением концепции печати органов и тканей.

  4. С 2006 по 2014 года изобрели и ввели в практику хирургические инструменты: анатомические 3D-модели, учебные пособия, имплантаты и протезы, выполняемые на заказ.

    3D-модель для нейрохирургического планирования (Военно-медицинский центр Уолтера Рида). Источник фото: NCBI

  5. В 2014 году хирурги из Суонси восстановили лицо мотоциклиста, который получил серьезные повреждения в дорожной аварии. Стивен Пауэр стал первым в мире пациентом с черепно-лицевой травмой, для лечения которой на каждом этапе врачи использовали 3D-печать.

С тех пор мы регулярно встречаем новости об успешных операциях по вживлению имлантатов или трансплантации костей и суставов, напечатанных на 3D-принтере. Сообщения о совместном успехе ученых, докторов и инженеров приходят из Китая, США, стран Европы.

Как развиваются технологии в России?

  • Нижегородские врачи приволжского федерального медицинского исследовательского центра (ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России) в 2016 году провели две успешные операции по вживлению протезов тазобедренных суставов, напечатанных на 3D-принтере.
  • Специалисты лаборатории Томского государственного университета изобрели вариант костной ткани на основе фосфора и кальция. Ученые предположили, что созданная из костей животных ткань, а, следовательно, биосовместимая с человеческим организмом, способна со временем заменить титановые имплантаты.
  • В клинике при Санкт-Петербургском государственном педиатрическом медицинском университете успешно проводят операции с применением смоделированных органов для подготовки к вмешательству при пороках сердца. Теперь для спасения ребёнка вместо нескольких сложных операций понадобится одна – длительная, но менее рискованная.

Продумываем доступ правильный, как выбрать тактику необходимую для данной операции, выбрать тип операции.

Потому что при сложных врождённых пороках сердца с непростой гемодинамикой детали имеют колоссальное значение. И правильный подход к операции будет иметь либо положительный, либо отрицательный результат. Евгений Кулемин, кардиохирург

Что такое 3D-печать?

Трехмерная печать, или аддитивные технологии, – способ производства, в котором цельные трехмерные объекты создаются путем последовательного послойного нанесения материалов. Используются пластик, металл, керамика, порошок, жидкости и даже живые клетки.

Аддитивное производство – противоположность субтрактивному производству и традиционным методам, фрезеровке и резке, где облик изделия формируется за счет удаления лишнего, а не послойного соединения материалов.

Этапы создания 3D-объекта:

  • Моделирование объекта в компьютерной программе
  • Печать
  • Пост-обработка

3 преимущества технологии:

Скорость печати, высокая точность и построение объекта в желаемой геометрической форме.

Создание сложных и анатомически точных медицинских структур и воплощение в трехмерные осязаемые объекты стало возможно благодаря переводу данных двухмерных радиографических изображений, таких как рентгеновские снимки, МРТ (магнитно-резонансная томография) или КТ-снимки (компьютерная томография) в цифровые файлы и дальнейшему преобразованию виртуальной модели в цельное трехмерное изделие.

Чем 3D-печать полезна медицине?

  • Высокая точность 3D-печати костей скелета или областей мозга с новообразованиями помогают врачам и студентам медицинских вузов изучать материал, практиковаться и планировать хирургические манипуляции.
  • Изготовление имплантатов и протезов на заказ по индивидуальным анатомическим параметрам пациента упрощает работу врача и повышает приживаемость имплантата или протеза.
  • Создание новых тканей и органов на основе клеток пациента, или биопечать, дает надежду врачам и пациентам на решение проблемы нехватки доноров и материала для пересадки органов и тканей.Ухо, выращенное на основе клеток пациента, в лаборатории института Уэйк Форест. Источник фото: National Geographic

За 16 лет применения 3D-печати в медицине врачи во всем мире провели сотни успешных операций, а ученые продолжают исследовать возможности технологии. Западные исследователи назвали 2016 год переломным для аддитивного производства в медицине. Об открытиях, примерах и возможных вариантах использования технологии 3D-печати в здравоохранении мы продолжим рассказывать в разделе Новости.

Источник: https://3dlab.clinic/technology/3d-printing-in-medicine

3D принтеры в медицине — область применения и перспективы развития печати

3D печать в медицине-новое измерение

Технологии 3D-печати впервые были применены в стоматологии. В конце 1990-х годов компания Align Technology начала производить капы для выращивания зубов с использованием 3D-принтеров.

Однако первый имплантат удалось напечатать фирме LayerWise лишь в 2012 году. Тогда же состоялась первая операция по вживлению титановой нижней челюсти, изготовленной с помощью 3D-печати.

3D-печать в медицине

Какими достоинствами обладают протезы костей, созданные при помощи технологий 3D-печати? Во-первых, высокая скорость изготовления. Стандартное создание протезов занимает слишком много времени, которого у пациента может и не быть. Печать протезов же происходит довольно быстро.

Во-вторых, малый вес, который также может подвергаться изменениям в ту или иную сторону. Все зависит от степени пористости протезов, которые часто изготавливают из титана. В-третьих, эта самая пористая структура способствует более быстрому обрастанию протезов живыми тканями.

С помощью технологий трехмерной печати врачи успешно устраняют проблемы с межпозвоночными дисками, которые могут появиться из-за активных занятий спортом или по причине возникновения опухоли спинного мозга.

Материалы для изготовления позвонков обладают пористой структурой, поэтому готовые имплантаты быстро зарастают костной тканью и превращаются в полноценную часть человеческого тела.

Единственным недостатком этого метода лечения является довольно продолжительный реабилитационный период.

В 2013 году американские медики впервые провели операцию по замене костей черепа пострадавшего в ДТП. Благодаря титановым протезам, напечатанным на 3D-принтере, удалось заменить 70% черепа пациента!

Считается, что подобные процедуры ежемесячно могут спасать жизни сотен людей, получивших травмы в результате автомобильных аварий и боевых действий. Кроме того, возможно успешное лечение пациентов, страдающих от опухоли головного мозга.

Импланты и протезы, напечатанные на 3D-принтере, также применяются при операциях на ключицах, лопатках, тазобедренных костях и т.д. Например, не так давно американская компания Conformis впервые вживила пациенту коленный сустав нового поколения.

Раньше для замены коленного сустава долго подбирали протез, а затем обтачивали кость, чтобы внедрение импланта завершилось успешно. Теперь же эта процедура выполняется лишь с помощью компьютерной томографии и печати подходящего протеза.

3D-принтеры используются и для печати объемных моделей внутренних органов человека. Например, перед операцией создается точная копия сердца пациента. Таким образом хирург составляет максимально подробный план предстоящей операции, ориентируясь не только на результаты сканирования, но и на индивидуальные особенности этого органа.

В России

В 2017 году в НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова была осуществлена пересадка костного имплантата, напечатанного на 3D-принтере. Группа врачей во главе с профессором Георгием Гафтоном три с половиной часа спасала пациента от раковой опухоли, возникшей в лонной кости.

Чуть позже медики из НИИ онкологии им. Н. Н. Петрова провели другую операцию. На этот раз больному пришлось удалить переднюю часть нижней челюсти, которую заменили на титановый протез.

За его создание отвечала компания «3D Медицинские системы».

Хотя пациенту пришлось пройти трудный послеоперационный период (регулярное ношение специальной маски и питание через шприц), операция была признана успешной.

Интересно, что финансированием подобных операций занимается государство. Так, взрослые пациенты могут рассчитывать на сумму до 800 тысяч рублей, дети ― до 1,6 миллиона рублей.

За рубежом

В 2016 году шведские ученые из Wallenberg Wood Science Centre совместно с профессором Полом Готенхолмом осуществили вживление искусственных хрящевых тканей в организм подопытных мышей. При помощи биочернил Cellink, в состав которых входят бурые водоросли, целлюлозные волокна и клетки человеческих хрящей, исследователи сумели напечатать на 3D-принтере качественные имплантаты.

Внедрение напечатанного хряща в организм подопытной мыши прошло успешно. После этого ученые добавили в состав хряща стволовые клетки из костного мозга и повторили эксперимент.

Эти исследования позволили шведам обсуждать возможность проведения клинических испытаний на людях. Вполне вероятно, что хрящи, напечатанные на 3D-принтерах, будут использоваться не только при лечении различных травм и онкологических заболеваний, но и в пластической хирургии.

Ортопедические корсеты

Российское изобретение под названием GS3 ― это специальный ортопедический корсет для спины, созданный с использованием технологий трехмерной печати. Данный корсет предназначен для пациентов, проходящих курс реабилитации после серьезных травм или операций.

Основное преимущество корсета GS3 ― возможность индивидуальной подстройки. Благодаря встроенным гироскопам и акселераторам, работающим через Bluetooth, корсет не сковывает человека в движениях, при этом осуществляя постоянную поддержку спины и поясницы.

Развитие в стоматологии

Использование 3D-печати в стоматологии позволяет создавать качественные и долговечные модели вкладок, накладок, коронок, виниров и мостов для их дальнейшего внедрения в организм. Различные материалы, используемые для печати пломб, не только обладают высоким уровнем биосовместимости, но и могут применяться для лечения слегка поврежденных зубов.

С помощью 3D-принтеров можно моделировать большое количество необходимых объектов за одну сессию. Более того, все напечатанные модели сохраняются в системе и могут быть использованы в будущем, например, для автоматического моделирования зубов.

Печать человеческих сердец

Американская компания BIOLIFE4D на текущий момент занимается созданием искусственных сердец, для печати которых предполагается использовать клетки пациентов. По мнению основателей этого стартапа, трехмерная печать человеческих сердец навсегда решит проблему с дефицитом трансплантатов.

Сердце, напечатанное на 3D-принтере при помощи собственных клеток больного, не будет раздражать иммунную систему и сможет успешно заменить настоящий орган.

Новые технологии позволяют надеяться на колоссальные перемены в области медицины. При помощи 3D-принтеров сегодня создаются разнообразные протезы, имплантаты, фрагменты внутренних органов, костей и т.п.

И хотя на сегодняшний день трехмерная печать чаще всего применяется лишь стоматологии и хирургии, не так уж и далек тот день, когда медики получат возможность создавать все человеческие органы и части тела.

Источник: http://www.sciencedebate2008.com/3d-printery-v-meditsine-oblast-primeneniya-i-perspektivy-razvitiya-pechati/

3d технологии томография и моделирования в медицине

3D печать в медицине-новое измерение

Интенсивно развитие принтеров трехмерной печати привело к тому, что печать 3D проникла во все области науки, начиная от изготовления простых пластмассовых деталей и заканчивая применением в медицине. То что еще совсем недавно было фантазией, уже превратилось в реальность. В медицине применение трехмерных технологий развивается сразу в нескольких направлениях:

1. Сканирование органов.
2. Выпуск 3D моделей отсканированных органов. Это позволяет более точно изучить патологию, а также дает возможность попрактиковаться перед проведением операции. 
3.

Создание имплантов на основе трехмерных изображений пациента с учетом его функциональных особенностей.
4. Создание искусственных костей, тканей, кровеносных сосудов, вен и даже органов пациента.

 

Перспективы 3D технологий огромны. Стоит учесть тот факт, что они, постоянно совершенствуясь, быстро дешевеют. Использование 3D технологий в медицине позволяет сократить вероятность ошибки до минимума. Это большой прорыв в области медицины. Так, имея макет органа, который предстоит оперировать, хирург может намного лучше подготовиться к проведению операции. 

©3dvita.ru

3D технологии: томография 

Компьютерная томография 3D технологии – это золотой стандарт диагностирования. Трехмерное сканирование постепенно вытесняет пленочные плоскостные снимки.

Такие аппараты обладают высоким потенциалом, активно используются в стоматологических исследованиях, челюстно-лицевой хирургии.

Позволяют поставить максимально точный диагноз, что является гарантией полной уверенность в эффективности, качестве медицинских услуг.

3D томография является современным стандартом диагностики, что позволило выйти качеству диагностики и лечения на совершенно новый уровень. Преимущество трехмерных снимков – возможность выявить дефекты, которые часто упускаются в обычных изображениях. Это позволяет определить комплексную морфологию проблемных зон, установить более точное лечение. 

3D томография — это качественное изображение, минимум облучения, а также скорость исследования и достоверная диагностика без дополнительных исследований. 

3D моделирование в медицине

Трехмерные модели, создаваемые на основе компьютерной томографии в комплексе с трехмерной печатью – незаменимое достижение в области медицины. 3D моделирование в медицине позволяет создавать объемные модели. Трехмерные снимки пациентов, сделанные с помощью компьютерной томографии, трансформируются в изображение с хорошим разрешением, а затем — в трехмерные твердые 3D модели.

Это позволяет более качественно изучить особенности болезни, а также подготовиться к проведению операции. Так, для хирурга важно знать форму, очертания, особенности опухоли в трехмерном измерении, чтобы знать, как лучше действовать во время операции.

С помощью применения 3D технологий сложные операции проводятся по следующей схеме:

  • сканирование;
  • изготовление пластиковой модели;
  • изучение и выбор метода лечения;
  • собственно лечение.

3D принтеры используют в сочетании с современными системами проектирования. Так, с их помощью распечатывают клон опухоли перед операцией, чтобы лучше знать, с чем предстоит столкнуться и надлежащим образом подготовиться перед проведением операции. 

3D принтер в медицине 

Существует несколько примеров использования печати в медицине. В настоящее время трехмерная печать наиболее широко используется в стоматологии, хирургии.

С ее помощью можно изготовить цельный имплант, который идеально подойдет конкретному пациенту, а также произвести макет больного органа для проведения более тщательной диагностики и подготовки к операции.

Имея в качестве примера огромную 3D модель, хирургу проще ориентироваться во время операции. 

3D принтер в медицине позволяет создавать недорогие модели, которые служат для изучения особенностей болезни. Это позволяет провести более успешную операцию, сократить ее время проведения, безошибочно подобрать схему лечения, что в разы ускоряет время выздоровления больного. 

Принтеры позволяют распечатать детали больших размеров. Материалы, которые используются для печати для данных целей, не могут быть использованы для внедрения в организм. Но такие макеты позволяют производить медицинские инструменты с учетом анатомических характеристик каждого отдельного пациента. 

В настоящее время 3D принтер в медицине также широко используют для изготовления различных искусственных частей тела:

  • зубы;
  • протезы конечностей;
  • слуховые аппараты и прочее. 

Технология позволяет создавать с помощью принтера различные протезы, которые идеально будут подходить для отдельного пациента. Трехмерные модели производятся из пластика или металла.

Данные материалы контактируют с теплом человека, но не контактируют с кровью. Пластиковые, металлические изделия, активно развиваясь, постепенно проникают внутрь организма.

С каждым днем создаются все более разнообразные импланты. 

Развитие 3D сканеров влечет развитие 3D принтеров. Врачи готовы печатать не только вены, нервы, но целые органы для трансплантации. Уже сегодня протезы изготавливают не только из титана, но из собственных стволовых клеток пациента. 

В протезировании преимущества 3D печати очевидны:

  • скорость в сравнении с использованием технологий литья;
  • легкий вес протеза, так как его пористость можно корректировать;
  • пористость, что позволяет протезу быстрее обрасти живыми тканями. 

Перспективы технологий 3D печати в медицине 

Технологии 3D печати в медицине совершили настоящий прорыв. Человечество стоит на пороге больших перемен. Сегодня многие пациенты имеют прекрасную возможность воспользоваться результатом такого нововведения.

Посредством принтеров можно напечатать не только различные протезы с учетом физиологических особенностей человека, но также живые ткани.

3D технологии также используют для изучения развития различных патологических процессов. 

В настоящее время с помощью 3D принтеров создают небольшие фрагменты человеческих органов, в частности печени. Печать на принтере живых органов называется биопечатью.

Вместо красок на таком принтере используются различные типы клеток: гепатоциты, клетки эпителия, звездчатые клетки. Первые искусственные ткани, произведенные таким образом, использовались для тестирования лекарств.

Интересно, но клетки искусственной ткани выполняют функции печени, производя необходимые вещества. 

Применение 3D технологий открывает множество преимуществ:

  • совместимость имплатна с конкретным пациентом, чего сложно было добиться в случае с применением моделей, произведенных на контейнере;
  • возможность превращения долгой операции в быстрый процесс.

В настоящее время трехмерные технологии уже активно используются в современной медицине. Одно из основных направлений – ортопедия, также это совершенно иной уровень диагностики и качества лечения. 

Сегодня 3D технологии в медицине применяются для создания трехмерных снимков, на основе которых производятся точные копии переломов для обучения врачей, а также для изготовления точных моделей протезов. Но применение инновационных технологий на этом не ограничивается. Широкие возможности, которые открыли инновационные достижения, стимулирует двигаться дальше в этом направлении.

 

Сделать «Medical Insider» моим основным источником новостей в Google

Источник: https://medicalinsider.ru/meditsinskaya_tekhnika/3d-tekhnologii-tomografiya-i-modelirovaniya-v-medicine/

3D печать в медицине-новое измерение

3D печать в медицине-новое измерение

Новое измерение 3d печать в медицине. Когда исследователь злокачественных новообразований Розали Сирс нажимает кнопку печати, чернила не ложатся на бумагу – вместо этого ее 3D-принтером создаются человеческие ткани.

3D печать в медицине помогает создать копию опухоли

За короткое время она создает очень маленькую опухоль – являющейся точной копией злокачественного новообразования у пациента. С этого момента, она и ее коллеги могут воздействовать на печатную копию разными способами лечения рака.

«Надежда состоит в том, что это позволит нам проверить, в режиме реального времени, как опухоль пациента будет реагировать», говорит Розали Сирс, профессор молекулярной и медицинской генетики в Oregon Health and Science University в Портленде.

Она работает только над одним направлением потенциального использования 3D-печати в медицине. Существуют и другие возможности – от протезирования до биопечати клеток, реалистичного моделирования органов, до возможности создания печати имплантируемых тканей.

Создание индивидуальных роботизированных протезов рук и кистей – один из самых разрекламированных способов применения 3D-печати в здравоохранении. Каждый такой протез более функциональный, чем традиционный, а стоит намного дешевле.

«Это более доступно, чем когда-либо, — говорит Терри Ю, ученый и специалист по 3D-печати в Национальном Институте Здоровья.

«И это только начало, — считает доцент инженерии Корнельского университета Ход Липсон, автор уже выпущенной книги «Новый мир 3D-печати». – Ассортимент материалов расширяется, стоимость принтеров падает, мы наблюдаем, как количество приложений увеличивается».

Ана Дель Хойо-Хинон родилась с не полностью сформированной правой рукой. Клей Гиллори и его команда за 30 часов разработала, напечатала и собрала девочке новую ярко-розовую руку. Стоимость проекта – 50 долларов. После того, как она научится писать, Ана пообещала Клею написать ему письмо с благодарностью.

3D печать в медицине помогает при операциях с сердцем

Детский кардиолог Мэтью Брамлет уже стал свидетелем преимуществ 3D-печати в детской больнице в Иллинойсе. Там хирурги подготовились к плановой операции, которая была проведена ребенку со сложным пороком сердца, с помощью 3D-модели его сердца.

Каков результат? Более эффективная операция. В одном случае модель помогла хирургам разработать другой способ, восстановить сердце 3-летнего мальчика. Он, вместо ожидаемых 20-30 лет жизни, сможет теперь вести нормальную жизнь.

«Модель позволяет нам вытянуть сердце из 2D-изображения, держать его в руках и оценить его в таком измерении, какого никогда раньше у нас не было», — говорит Брамлет.

В Национальном детском медицинском центре в Вашингтоне, инженер Аксель Кригер также использует точные модели сердец пациентов с пороками, используя их в роли учебно-методических пособий. Его команда сделала около 40 моделей сердец, но основной вопрос остается: «Они улучшают результаты хирургических операций?».

Кригер считает, что еще рано делать выводы: «Эти операции очень сложные, и тяжело решить, какой именно эффект имело использование моделей, потому что они –маленький шаг в потоке работы».

Гаррет Петерсон родился с пороком развития гортани и провел первые 18 месяцев в больнице на искусственной вентиляции легких. Хирурги из C.S. Mott Children’s Hospital Мичиганского университета смоделировали, напечатали и имплантировали малышу протез трахеи.

Розали Сирс также приветствует возможность выйти за рамки недостатков двух измерений: «Мы можем выращивать клетки опухоли в лаборатории, но это не те условия, в которых они существуют в организме, а реакции в 2D не имитируют те, что мы видим в клинике. Вот почему мы имеем тысячи способов целенаправленной терапии, которые выглядят многообещающе в лаборатории, но их эффективность не подтверждается в клинических исследованиях у пациентов».

Использование мышей – основной инструмент в исследованиях рака – также имеет серьезные недостатки, одним из которых является время. Имплантация и выращивание опухоли у мыши занимает около 6 месяцев. При быстрорастущих злокачественных новообразованиях, таких, как рак поджелудочной железы, у пациентов нет столько времени.

По словам Сирс, с использованием биопечати в течение 2 недель можно определить, будет ли реагировать опухоль на определенное лечение. Другим преимуществом является возможность печати большого количества идентичных опухолей, что позволяет проверить несколько методов лечения одновременно.

«Это очень интересно, как с целью получения пациентом верного лечения, так и для понимания, как опухолевые клетки взаимодействуют с другими тканями», — говорит Сирс.

Однако еще предстоит провести очень много исследований. Большой вопрос: «Будут ли опухоли пациентов отвечать на лечение так же, как 3D-модели?»

Для Хода Липсона такие исследования, которые проводит Сирс, являются только первым шагом в открытии захватывающих возможностей 3D-печати. «Конечной целью является биопечать, или печать с живыми клетками», — говорит он. Липсон предсказывает, что наука выйдет за пределы печатания моделей в ближайшие несколько лет. Следующим этапом будут имплантируемые 3D-печатные ткани.

«Мы будем подниматься по лестнице, начиная с простых тканей, таких, как кости и хрящи, к сложным гетерогенным тканям, из которых состоят функционирующие органы», — надеется Ход Липсон.

Он считает, что скоро можно будет увидеть все больше и больше 3D-печатных имплантатов, таких, которые используются для замены бедренного и других суставов, с измененной формой для улучшения их работы.

В 2014 году немецкие хирурги пересадили напечатанный свод черепа 22-летней женщине.

В августе 2014 года пекинские врачи напечатали и имплантировали первый 3D—позвонок мальчику Миньяо, которому удалили перед этим часть шейного отдела позвоночника из-за злокачественной опухоли.

Источник: http://farmamir.ru/2015/04/3d-pechat-v-medicine-novoe-izmerenie/

Развитие 3D печати: от революции к эволюции — Офтоп на vc.ru

3D печать в медицине-новое измерение

It-weekly проанализировали развитие российской 3D индустрии. Александр Корнвейц, генеральный директор компании “Цветной мир” поделился своими прогнозами и мнением о динамике роста, тенденциях, сферах применения, перспективах российского рынка и о мифах о 3D печати.

Allied Market Research оценили глобальный рынок 3D печати к 2020-му году в 8,6 миллиардов долларов (это при общем темпе роста инвестиций 21% в среднем за год в период 2015-2020 гг.).

И это не удивительно, аудитория проявляет неподдельный интерес к аддитивным технологиям.

Отрасли применения 3D принтеров и 3D сканеров весьма обширны: военная отрасль, медицина, строительство, автомобилестроение, образование, развлекательная индустрия, производство изделий для бытового использования и это еще не весь список.

3D оборудованием в последние годы активно заинтересовались госструктуры. Реальные успехи использования трехмерной печати в медицине восхищают и больше напоминают фантастику – на 3D принтерах создают мышцы, кости, хрящики, которые успешно пересаживались крысам.

Многие компании (от крупных корпораций до небольших ИП) из разных сфер давно уже применяют аддитивные технологии в своем производстве. Потребительский интерес к аддитивным технологиям также возрос, в первую очередь благодаря появлению в продаже доступного по цене оборудования.

Хотя говорить о массовой популяризации трёхмерной печати очень рано.

Тренды в 3D

Мнения опрошенных участников российского рынка по поводу тенденций развития трёхмерной печати в основном схожи. Темп роста снизился, если сравнивать с тем, что было несколько лет назад.

Тогда 3D оборудование только завоевывало рынок, производители постоянно удивляли потребителей новыми технологиями, и все было интересно и необычно.

Сейчас тоже выпускаются новые модели, материалы, разработки, но ничего революционного, кардинально нового пока нет.

Среди основных трендов, определяющих дальнейший путь 3D рынка, можно выделить: создание новых современных материалов для печати, 3D печать металлами, интегрирование аддитивных технологий в производства.

Александр Корнвейц считает, что в 2018 пока не произошло особо значимых событий в сфере 3D технологий. Но следует отметить несколько важных новинок.

Raise3D презентовали новую серию профессиональных принтеров Pro2, они выделяются применением некоторых технических достижений последних лет.

Таких как: двойной экструдер с электронным приводом подъема и невероятно быстрым переключением между экструдерами; система возобновления печати; датчик окончания пластика (если пластик закончился, принтер не печатает вхолостую); встроенная камера; сенсорный дисплей 7”.

Также Александр выделил появление на отечественном рынке 3D принтеров промышленного назначения Prismlab, печатающих фотополимерами. Они работают по собственной запатентованной технологии MFP, благодаря которой можно без потери качества изготавливать крупноформатные модели в 10 раз быстрее, если сравнивать с классическими SLA принтерами.

Какие проблемы существуют в 3D печати

Самые основные проблемы:

  • качество напечатанных моделей, далекое от совершенства
  • невысокая скорость печати моделей (подходит для прототипов, но не позволяет оперативно производить партии изделий.

Александр видит решение данной проблемы в организации 3D ферм, которые представляют собой сеть из нескольких 3D принтеров, с одним центром управления и изготавливающих монотипные изделия. Кстати, есть успешные примеры подобных печатающих ферм.

Потребительский рынок трёхмерной печати развивается достаточно быстро, стимулировать его нет необходимости: «Кто хочет купить 3D принтер для домашнего использования (в качестве игрушки, для обучения или развлечения, печати простых моделей), могут позволить себе 3D принтер от 10 до 50 тыс. руб.

За такие деньги можно приобрести устройства с набором функций и адекватным качеством печати»

Вредна ли 3D печать

Бытует мнение, что рост популярности и внедрение 3D печати во многие процессы чревата плохими последствиями. Один из самых распространенных приводимых примеров опасного применения трёхмерного принтера – печать оружия.

Еще пять лет назад американец Коди Вилсон выложил на всеобщее обозрение свою разработку – чертеж пистолета. Практически все части оружия были распечатаны на 3D принтере. Правительство США забило тревогу и добилось удаления данных чертежей из сети.

Но с тех пор с определенной периодичностью возникали сообщения о печати на 3D принтере пистолета полуавтомата и даже ружья.

Да, пистолеты и ружья, полностью напечатанные на принтере, можно назвать одноразовыми, после нескольких выстрелов они становятся непригодными для использования, но все же они остаются опасными. Вопрос в том, насколько эта ситуация серьёзна для нашего общества?

Эксперты уверены, что это по большей части надуманная проблема. Александр Корнвейц привел верный аргумент – создание оружия возможно и без трёхмерной печати. Например, с помощью обычных фрезерных или ЧПУ станков.

Сейчас 3D сообщество усиленно пытается опровергнуть миф, что трёхмерный принтер позволяет нарушителям и агрессорам больший потенциал, чем оборудование и технологии, которые привычны для нас и существуют уже несколько десятков лет.

Медицина нового поколения

В наши дни на 3D принтерах печатают дома, еду по особым рецептам, импланты, различные протезы и многое другое.

Что же можно выделить среди самых перспективных целей применения 3D печати? Александр Корнвейц выделяет биопринтинг, как одно из самых важных и интересных направлений использования аддитивных технологий.

Можно будет распечатать любые человеческие органы, к примеру почки или даже печень.

А также перспективна печать глазных линз с кастомизацией под каждого пациента.

Другие перспективные направления

Разберемся, какие еще сферы может существенно оптимизировать внедрение 3D печати в ближайшее время.

Во-первых, интеграция строительных принтеров должна приобрести массовый характер, что несёт в себе большое количество преимуществ: снижение себестоимости, сокращение сроков сдачи строительных объектов в эксплуатацию, возможность создания индивидуальных проектов для большего числа заказчиков.

Во-вторых, применение 3D принтеров в аэрокосмической отрасли, в которой ставка делается, в первую очередь, на печать металлами. А. Корнвейц упомянул компанию SpaceX, которая уже сейчас печатает некоторые части ракетных двигателей.

Государственные учреждения и 3D печать

Разумеется, 3D технологии не обошли стороной и госсектор. В компании Цветной мир зафиксировали значительное повышение спроса на 3D оборудование со стороны университетов, технических колледжей, ЦМИТов, кванториумов, даже простых школ и пр.

Российский путь развития

В начале этого года Росатомом была создана «Русатом-Аддитивные Технологии». Цель создания данной компании – производство 3D принтеров промышленного назначения и комплектующих к ним.

Они планируют захватить долю рынка размером в полтора процента и к 2025-му году получить доход до 50 миллиардов руб.

Реальность достижения этих целей пока трудно оценить, также сложно понять развитие и перспективы других российских производителей 3D оборудования, какое реальное место они могут занять на мировом рынке.

По мнению Александра, в сегменте настольных 3Д принтеров в рамках общемирового рынка у отечественных производств перспектив пока нет, причины следующие:

  • отсутствие эксклюзивных технологий, которые стали бы конкурентным преимуществом перед китайскими производителями;
  • отсутствие достаточных инвестиций в PR и маркетинг (невозможно занять место под солнцем на мировом уровне без вложений в продвижение);

«Многие компании в России, начинавшие производить 3D принтеры 3-4 года назад, сейчас уже свернули производство и закрылись. Им просто не удалось достичь ощутимых результатов даже на отечественном рынке»,– говорит Александр Корнвейц.

Материал опубликован пользователем. Нажмите кнопку «Написать», чтобы поделиться мнением или рассказать о своём проекте.

Написать

Источник: https://vc.ru/flood/43403-razvitie-3d-pechati-ot-revolyucii-k-evolyucii

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.