Uporaba 3D tiskanja aditivne proizvodnje na medicinskem področju

Z naraščajočim razumevanjem in uporabo tehnologije 3D-tiskanja aditivne proizvodnje na medicinskem področju je 3D-tiskanje igralo pozitivno vlogo v medicinskem izobraževanju, klinični oskrbi bolnikov in biofarmacevtiki. Močna združljivost te tehnologije z medicinskim področjem se odraža predvsem v posebnih aplikacijah tehnologije 3D-tiskanja aditivne proizvodnje na specifičnih medicinskih področjih, ki so podrobno opisana spodaj:

● Uporaba tehnologije 3D tiskanja v medicinskem izobraževanju

Medicinsko izobraževanje pogosto zahteva vzorce ljudi ali organov. Zmožnosti mehanske obdelave za različne modele orgel so omejene. Tehnologija 3D tiskanja pa je zaradi enostavnosti modeliranja in raznolikih materialov še posebej primerna za izdelavo modelov človeške strukture in organov. Vzorci, proizvedeni s to tehnologijo, so zelo koristni za dopolnitev navodil za medicinske tečaje, dodatno olajšajo uporabo modelov medicinskega poučevanja in zagotavljajo bolj realistične modele za predoperativno analizo.

● Uporaba tehnologije 3D tiskanja v klinični medicini

1. Prilagojena prilagoditev in natančna medicina

Prilagoditev po meri in natančna medicina sta prizadevanja tako zdravnikov kot bolnikov. Nizki tehnični standardi, visoki stroški in dolgi časi zdravljenja so ovirali razvoj personalizirane in natančne medicine. Vendar pa je uporaba tehnologije 3D tiskanja na medicinskem področju učinkovito spodbudila razvoj personalizirane in natančne medicine. Na primer, pri zdravljenju z zobnimi vsadki tradicionalno zobozdravstvo uporablja standardizirane kalupe za izdelavo zob. Da se ti zobje prilegajo v človeška usta, morajo biti prilagojeni prototipu posameznega zoba in morajo biti večkrat obdelani na originalnem ležišču. To podaljša celoten cikel zdravljenja z vsadki, ki običajno presega šest mesecev. Z vključitvijo tehnologije 3D-tiskanja pa je mogoče personalizirane zobe izdelati obratno-iz posameznih prototipov zob, kar znatno skrajša cikel zdravljenja z vsadki in časovne okvire pred-vsaditvijo. S tem pristopom dosežemo cilje hitrega, natančnega in minimalno invazivnega zdravljenja.

2. Presaditev organov

Po statističnih podatkih približno dva milijona ljudi po vsem svetu vsako leto potrebuje presaditev organov. Vendar so nezadostno darovanje organov, nizka stopnja uspešnosti ujemanja in imunska zavrnitev resne ovire za razvoj presajanja organov. Soočeni s tem izzivom so raziskovalci neumorno raziskovali nove poti. Zdaj so dosegli preboje v 3D-tiskanju organov, kot so ledvice, krvne žile in koža, kar daje novo upanje za presaditev organov. Poleg tega se razvijajo inovativni modeli »3D tiskanje + terapija«, ki vključujejo zdravila v 3D-natisnjene biološke izdelke, kot so kosti in organi, kar še poglablja integracijo tehnologije 3D tiskanja in medicinskega področja.

3. Ortopedske aplikacije

Tehnologija 3D tiskanja je uspešno dosegla popolno repliko pacientovih lastnih kosti, kar omogoča personalizirano popravilo kosti. Na primer, pri maksilofacialni rekonstrukciji lahko zdravstveni delavci oblikujejo kontralateralni maksilofacialni skelet na podlagi slikovnih podatkov pacientovega normalnega maksilofacialnega skeleta z uporabo 3D-natisnjenih kosti za popolno obnovitev pacientovega videza. Pri popravljanju hrbtenice 3D-natisnjena vretenca bolj popolno posnemajo pacientovo strukturo vretenc kot tista, proizvedena s tradicionalnimi metodami, kar bistveno izboljša njihovo prileganje sosednjim vretencem.

4. Aplikacije v nevrokirurgiji

Tehnologija 3D-tiskanja je pokazala izjemno uspešnost pri pomoči pri zapletenih nevrokirurških posegih. 3D-natisnjeni modeli tumorjev lahko natančno simulirajo dejansko anatomijo pacientovega tumorja, kar zdravnikom učinkovito pomaga pri globljem razumevanju bolnikovega stanja in pomaga pri natančnem intraoperativnem pozicioniranju. 3D-natisnjene modele je mogoče uporabiti celo za predoperativne vaje, bistveno poveča uspešnost nevrokirurgije.

5. Aplikacije za reševanje v sili

Pomen 3D-tiskanja v nujni medicinski pomoči postaja vse večji. Na primer, zlomi so pogost pojav v nujnih primerih. Vendar je hude zlome, kot so zdrobljeni zlomi, pogosto težko zmanjšati in popraviti, pooperativno funkcionalno okrevanje pa je težko zagotoviti. Pojav 3D-tiskanja je ta izziv do neke mere omilil. Predoperativno medicinsko osebje s 3D tiskanjem ustvari repliko poškodovane kosti v razmerju 1:1. Ta 3D model omogoča zdravnikom bolj intuitivno vizualizacijo pacientovega zloma in premika, kar jim pomaga razviti podroben in temeljit načrt zdravljenja. Končno dosežejo natančno in hitro redukcijo ter pravilno fiksacijo zlomov med operacijo, s čimer bistveno izboljšajo učinkovitost in kakovost operacije ter maksimizirajo pooperativno funkcionalno okrevanje.

3D-tiskanje je kot napredna proizvodna tehnologija že uporabljeno v medicini in je doseglo določene rezultate. Z nadaljnjim razvojem interdisciplinarnih raziskav bo tehnologija 3D tiskanja široko in globoko uporabljena na medicinskem področju.