Dodatna tehnologija: uvod v dobo prilagajanja v medicinski industriji

Čarovnija medicinske industrije: prihaja aditivna tehnologija

Medtem ko se medicinska tehnologija razvija v smeri personalizirane in natančne nege, aditivna proizvodnja (3D-tiskanje) preoblikuje diagnostične modele in modele zdravljenja v medicinski industriji s svojimi prilagodljivimi možnostmi prilagajanja in hitre izdelave prototipov.

Medicinski modeli: "Pogled" na bolezen

Ključna uporaba aditivne tehnologije je ustvarjanje medicinskih modelov. Za zdravnike delujejo kot »perspektiva«, saj zagotavljajo-tridimenzionalni pogled na kompleksne notranje strukture telesa. V ortopediji zdravniki uporabljajo 3D tiskanje za pretvorbo digitalnih medicinskih slik, pridobljenih s CT ali MRI skeniranjem, v natančne fizične modele kosti.

Bolnišnica Chongqing University Affiliated Hospital je nekoč uporabila 3D-tiskanje za zdravljenje bolnika z-visoko stopnjo paraplegije, ki je po padcu z višine utrpel več zlomov po celem telesu. Zaradi zapletenega bolnikovega stanja je zaradi-že obstoječega zloma medenice C3 bila potrebna zapletena rekonstruktivna operacija medenice za izboljšanje kakovosti njegovega življenja. Soočeni s tem-postopkom z visokim tveganjem so zdravniki uporabili 3D-tiskanje, da so natančno posnemali strukturo pacientove medenice in ustvarili fizični model v-polni velikosti. S tem 3D navigacijskim sistemom je medicinska ekipa lahko izvedla popolno predoperativno vajo: lahko so simulirali postopek redukcije zloma na modelu, prilagodili notranjo fiksacijsko ploščo glede na morfologijo zloma in natančno načrtovali pot vstavljanja vijaka. Končno so zahvaljujoč preboju v tehnologiji 3D tiskanja modelov uspešno zaključili to zahtevno operacijo.

Medicinska tehnologija 3D tiskanja

Ta 3D-model ima tudi edinstveno vlogo pri komunikaciji zdravnik-pacient. Tradicionalno so bile nejasne dvo-dimenzionalne slike, predstavljene v diagnostiki, spremenjene v oprijemljive tri-dimenzionalne prikaze s 3D-natisnjenimi modeli. Pacienti in njihove družine lahko neposredno opazujejo lezijo in pridobijo edinstven pogled na človeško anatomijo. Ta vizualna predstavitev ne le poglablja bolnikovo razumevanje njihovega stanja, ampak tudi gradi most za učinkovito komunikacijo med zdravniki in bolniki, kar omogoča globlje razumevanje in sodelovanje pri načrtih zdravljenja.

Xinmai medicinski model srca

Za obravnavo visokih tveganj, povezanih s srčno kirurgijo, UnionTech uporablja tehnologijo SLA (Solid Light Amplification) za tiskanje visoko{0}}natančnih modelov srca za pomoč zdravnikom pri predoperativnem načrtovanju poti. Ta model je bil uspešno uporabljen pri zapletenih posegih, kot je zamenjava aortne zaklopke, kar znatno zmanjša intraoperativno negotovost.

Dodatna tehnologija

Medicinski stezniki in vodila: "Nevidni pomočniki" v kirurgiji

Nepogrešljivo vlogo pri medicinskih pripomočkih imajo tudi medicinske naramnice in vodila. So kot "nevidni pomočniki" v kirurgiji, ki tiho igrajo ključno vlogo. Od diagnoze do zdravljenja, od kirurške pomoči do okrevanja bolnika so nepogrešljivi.

Za primer vzemite priročnik za rekonstrukcijo fibule in mandibularne kirurgije z oddelka za stomatologijo šanghajske devete ljudske bolnišnice. Tumorji mandibule so pogosti v oralni in maksilofacialni kirurgiji. Po resekciji tumorja se pogosto pojavijo okvare mandibule, ki resno vplivajo na videz in funkcijo pacientovega obraza. Tradicionalna operacija rekonstrukcije fibule se izvede po odstranitvi kožnega režnja, zaradi česar je težko natančno rekonstruirati konturo mandibule. Z aditivno tehnologijo pa lahko kirurgi uporabijo specializirano programsko opremo za oblikovanje vodil za rezanje tumorja spodnje čeljusti, povezovalnih vodil za zunanjo fiksacijo štrclja spodnje čeljusti, vodil za osteotomijo fibule in vodil za oblikovanje in pozicioniranje fibule na podlagi bolnikovih podatkov CT.

Med operacijo je kirurg najprej izpostavil tumor mandibule in kostno površino, potrebno za vodilo za osteotomijo. Nato je bilo vstavljeno vodilo za osteotomijo in izvedena osteotomija, pri čemer je bil tumor mandibule popolnoma resektiran. Vodilo zunanjega fiksatorja za štrcelj mandibule je bilo nato uporabljeno za povezavo dvostranskih štrcljev mandibule po resekciji tumorja, kar je vzpostavilo stabilno okluzijsko razmerje. Prosti reženj fibularne mišice je bil nato pobran s konvencionalnimi kirurškimi tehnikami, s pediklom nedotaknjenim. Fibularno rezalno vodilo je bilo nato vstavljeno za osteotomijo. Po fini-nastavitvi je bilo nameščeno vodilo za oblikovanje fibule, čemur je sledila prekinitev pedikla in prenos na mandibularni defekt. Po fini-nastavitvi je bil fibularni reženj interno pritrjen na čeljust.

Ta pristop bistveno izboljša kirurško natančnost. Študija, v kateri so primerjali paciente, ki so bili podvrženi digitalnim kirurškim vodilom, s tistimi, ki so bili podvrženi običajnemu kirurškemu posegu, je pokazala, da je bil čas oblikovanja fibule v skupini z vodilom bistveno krajši kot v kontrolni skupini, prav tako je bil bistveno krajši povprečni ishemični čas fibularnega režnja. Če primerjamo CT rekonstrukcije dejanskih operacij, ki jih je izvedla raziskovalna skupina, z modeli iz simuliranih operacij, je bila povprečna napaka v položaju čeljusti približno 1,5 mm. Pacientov videz obraza in okluzalna funkcija sta se po operaciji dobro obnovila.

Vodnik po živčnih iglah bolnišnice Renji

UnionTech je v sodelovanju z ekipo profesorja Lü Jianweija razvil vodilo za igle za operacijo modulacije živčnih igel (SNM). Ta vodnik, prilagojen glede na bolnikove podatke CT, natančno usmerja pot igle med operacijo, kar zmanjšuje tveganje za poškodbe živcev. Trenutno se pogosto uporablja v urologiji.

Kirurška vodila so priznana kot bistvena orodja za natančno operacijo.

Medicinski vsadki: "Deli po meri" za človeško telo

Medicinski vsadki so kot »deli« po meri človeškega telesa. Ko so določena tkiva poškodovana, lahko igrajo pomembno vlogo pri njihovi zamenjavi. Tehnologija aditivne proizvodnje je prav tako pokazala edinstvene prednosti pri izdelavi medicinskih vsadkov.

Vsadki iz titanove zlitine so običajna vrsta medicinskih vsadkov. Vzemite na primer kolčne vsadke. Acetabulum je ključni sestavni del kolčnega sklepa, ki se nahaja v središču stranske površine kolčne kosti. Je globoka, polkrogla konkavna struktura s premerom približno 30-50 mm. Z uporabo aditivne proizvodne tehnologije lahko stroj Muees 430 izdela acetabulum v enem kosu iz titanove zlitine. Ta 3D-natisnjen kolčni vsadek je mogoče prilagoditi pacientovim posebnim potrebam. Bolnišnica na Poljskem je 3D-natisnila kolčno protezo za bolnika, ki je imel zaplete zaradi prejšnje jeklene proteze. Zdravniki so najprej naredili rentgenske-žarke in visoko{18}}CT-skeniranje, da so ustvarili 3D-model medenice in kolčnega sklepa ter ocenili morebitne okvare in poškodbe pacientovega medeničnega dna. S pomočjo ekipe inženirjev in ortopedskih kirurgov je bil vsadek natančno prilagojen potrebam bolnika. Poleg tega je komponenta acetabuluma tega vsadka prevlečena s prevleko iz titana, ogljika in silikona z odprtimi-porami, ki je zelo podobna pacientovi naravni kostni strukturi in deluje protibakterijsko ter zagotavlja vraščanje kosti v strukturo vsadka in pomaga pacientu hitro okrevati.

Poleg vsadkov iz titanove zlitine imajo pomembne-uporabe tudi vsadki PEEK za visoke temperature. Med operacijo rekonstrukcije lobanje zdravniki uporabljajo programsko opremo CAD za oblikovanje kosa lobanje po meri na podlagi bolnikovih podatkov CT. Ti kosi so nato 3D-natisnjeni s tehnologijo FDM (fused deposition modeling) z uporabo visoko-zmogljivega materiala PEEK. PEEK ponuja odlične mehanske lastnosti, odpornost na visoke -temperature, odpornost proti koroziji in biokompatibilnost s človeškim telesom, kar zmanjšuje tveganje zavrnitve in okužbe pri uporabi pri rekonstrukciji lobanje. Z neodvisnimi raziskavami in tehnološkimi inovacijami Kangtuo Medical uporablja napreden postopek nanašanja z laserskim taljenjem za taljenje in odlaganje prahu PEEK plast za plastjo, s čimer uspešno doseže industrializacijo aditivne proizvodne tehnologije PEEK in zagotavlja močno podporo razvoju domače industrije medicinskih pripomočkov.

Medicinska orodja: Nov motor medicinskih inovacij

Medicinski pripomočki, kot predmeti, ki se neposredno ali posredno uporabljajo na človeškem telesu, igrajo ključno vlogo v medicinskih postopkih. Aditivna tehnologija je revolucionirala tudi proizvodnjo medicinskih instrumentov. Kirurška orodja za rezanje, vaskularne stente in medicinske konektorje je zdaj mogoče izdelati s 3D tiskanjem.

Vzemite na primer aspiracijsko sondo za dojke. Ta minimalno invazivni kirurški instrument se uporablja za biopsijo sumljivih lezij dojke in minimalno invazivno ekscizijo benignih lezij dojke. Njegove ključne lastnosti so trikotni rezalni rob in konica igle. Tradicionalne prsne aspiracijske sonde imajo lahko omejitve pri izdelavi. Z uporabo aditivne tehnologije, z uporabo stroja Muees 430 in titanove zlitine pa jih je mogoče izdelati v samo 0,35 ure. Ta 3D-natisnjena aspiracijska sonda dojk omogoča natančnejšo zasnovo in izdelavo. Obliko njegovega rezalnega roba in konice igle je mogoče optimizirati glede na specifične potrebe, s čimer se izboljša učinkovitost vbadanja in izrezovanja ter zmanjša poškodbe tkiva dojk bolnice. Poleg tega 3D-tiskanje omogoča personalizirano prilagajanje sonde, kar omogoča ustvarjanje najprimernejše sonde za strukturo in stanje dojke posamezne pacientke.

Drug primer je ulnarna in radialna kostna plošča, ki se uporablja za fiksiranje ulnarnih zlomov in ponovno vzpostavitev normalnega delovanja kosti. Ulnarne in radialne kostne plošče, izdelane z aditivno proizvodno tehnologijo, ponujajo tudi edinstvene prednosti. Lahko jih prilagodimo specifični obliki in velikosti pacientovega mesta zloma, tako da se bolje prilegajo kosti in zagotavljajo stabilnejšo fiksacijo. S strojem Muees 430 smo iz titanove zlitine izdelali ulnarno in radialno kostno ploščo. Dimenzije vzorca so bile 60 x 31 x 7,7 mm, čas tiskanja pa 0,63 ure. 3D-natisnjene plošče ulnarne in radialne kosti je mogoče tudi strukturno optimizirati, da se zagotovi zadostna trdnost ob zmanjšani teži in obremenitvi pacienta.

Medicinsko zobozdravstvo: "personalizirano" ustno zdravje

Na področju zobozdravstva tehnologija aditivne proizvodnje vodi val inovacij v osebni diagnostiki in zdravljenju. Postopki izdelave tradicionalnih silikonskih kalupov-pogosto trajajo tri dni. Zdaj je bil s skupnimi inovacijami intraoralnega 3D-skeniranja in tehnologije aditivne proizvodnje celoten postopek-izdelave kalupov skrajšan na vsega dve uri. Ta tehnološki preboj ne doseže samo skoka v učinkovitosti, temveč se z digitalnim modeliranjem tudi izogne ​​morebitnim deformacijskim napakam, povezanim z ročnim-odvzemom odtisov, in v celoti zajame oralne strukturne značilnosti z mikronsko-natančnostjo.

Z uporabo natančnih digitalnih modelov lahko zdravniki uporabijo platformo inteligentnega oblikovanja za celovito prilagoditev okluzalne strukture restavracije, morfoloških razmerij in estetskih podrobnosti. Na primer, 3D-tiskanje lahko popolnoma prilagodi baze celotne zobne proteze pacientovi edinstveni ustni fiziologiji in tako doseže brezhiben prehod med restavracijo in mehkim tkivom. Še posebej domiselno 3D-tiskanje lahko posnema sijajne prehode in podrobnosti teksture naravne zobne sklenine na površini restavracije, kar ustvari rešitev za ustno restavracijo, ki združuje funkcionalnost z biomimetično estetiko.

Mejniki so tudi tehnološki preboji v nevidni ortodontiji. V primerjavi z vizualno obremenitvijo in občutkom tujka, povezanim s tradicionalnimi kovinskimi nosilci, prozorni alignerji, izdelani s tehnologijo 3D tiskanja, predstavljajo novo dobo brezšivne ortodontije. Vsak poravnalnik je individualno oblikovan na podlagi 3D modela pacientovih zob, pri čemer ohranja skoraj-nevidnost, hkrati pa omogoča postopno premikanje zob z natančnimi mehanskimi izračuni. Ta inovativna rešitev zdravljenja ne le izboljša udobje, ampak tudi bistveno poveča zaupanje pacientov in nadaljnjo skladnost z zdravljenjem.