3D печат в медицината: може би не се нуждаем от живи органи

Ако искате да попитате какво е най-широко използваното 3D печатане в медицинската индустрия, то тогава е естествено да преброите крайниците и органите.

В човешкото тяло най-заместващата природа са крайниците, зъбите и други подобни. Основните функции на тези части помагат за действията и живота на хората, а функциите им са единични, така че структурата е сравнително проста. Нещо повече, непълнотата на крайниците теоретично едва ли има значително влияние върху човешкия живот. Затова протези и протези са често срещани, и щом се появи 3D технология за печат, тя естествено се прилага в тази област.

В момента в живота, 3D печатната протезна технология е много зряла и е широко използвана. Едно момиче в Англия има триизмерна палма, мигрантски работник има череп, а дори и австралийската компания CSIRO може да приспособи титаниева гръдна кост и ребра, за да създаде 3D гръден кош.

Едно скорошно проучване ни показа възможността за комбиниране на AI и 3D печат. Екип от изследователи от Калифорнийския университет в Бъркли и Стоматологичната лаборатория Shuliwell изградиха Универсална мрежа за конфронтация (GAN), която автоматично генерира нови дизайни на короната. Той предсказва формата на новата корона на базата на сканиране на липсващи зъби. Първо, страната на липсващия зъб на долната челюст се сканира, за да се получи 2D изображение. След това се сканират и противоположната страна на челюстите. GAN разбира разстоянието между липсващите зъби и запълва празнината в 3D с нов дизайн на корона.

Може да се очаква, че с точността на GAN моделирането бъдещото 3D печатане ще бъде в по-голяма степен в съответствие с човешките физиологични характеристики и функционална ориентация. Например, проблемът с приемането на кухината може да бъде по-добре решен, така че инсталирането на протезата да е по-удобно.

Ако печатането на крайници, зъби и др. Е лесно, тогава органът за 3D отпечатване може да е труден. Свързаните с това изследвания също се провеждат по подходящ начин.

Трудността на органите за 3D печат се дължи на големия брой кръвоносни съдове в тях и организацията на всеки орган също е различна. Например, мозъкът е съставен главно от голям брой нервни тъкани. Все още съществуват големи технически трудности за постигане на отпечатване и култивиране на нервните тъкани.

Но добрата новина е, че 3D черния дроб е бил отпечатан и оцелял. Американската биотехнологична компания Органово е използвала 3D технологията за печатане на клетъчната тъкан, необходима за черния дроб в камерата за клетъчна култура. След като се култивира в съд, той може да се отглежда в нормален черен дроб и да се трансплантира в човешкото тяло. Клетките на този черен дроб обаче губят своята активност, след като са отпечатани и стават мъртви клетки.

В допълнение към черния дроб се изследват и органи като бъбреците и панкреаса. Изследователите обикновено вярват, че са необходими поне 10 години, за да се постигнат наистина функционални и преносими 3D печатни органи. За развитието на трансплантацията на човешки органи, 10 години не са дълги, но не твърде кратки. След като тази технология стане реалност, промените, които носи, ще бъдат революционни: хората, които се нуждаят от операция, няма да трябва да умират отчаяно, защото не могат да чакат живи органи, а органите ще станат стоки, които могат да се произвеждат масово. То ще има положително въздействие върху решаването на недостига на живи органи, удължаването на човешкия живот и дори създаването на нова индустриална верига за снабдяване с органи.

Хирургията може да се върне: от "еднократно" до "повтарящо се"

3D печат Друго приложение, което има абсолютно предимство в медицинската област, е асистираната хирургия.

Хирургията е много рискова задача, особено за вътрешната обработка на вътрешните органи като вътрешните органи. В продължение на хиляди години лекарите неуморно се стремят да подобрят успеха на операцията и да подобрят качеството на живот на пациентите.

Първоначално, когато няма визуално медицинско устройство, ако лекарите имат проблем с определена част, те могат само да отворят тялото първо, след това да проучат местоположението на лезията и да извършат операцията. В този процес лекарите разчитат на натрупания опит, за да намерят точно. Въпреки това, човешкото тяло е различно. Под подкрепата на инструменти и електронно оборудване лекарите могат да определят лезиите чрез технически средства преди операцията. Точността на операцията е значително подобрена в сравнение с опита.

Независимо дали става дума за първоначално „правилно“ или „визуално“ благословение, операцията има една особеност: еднократна.

С появата на 3D технологията за печат, операцията е започнала да има и друга характеристика: повторяемост.

Хирурзите в Медицинския център на Северозападната общност в Чикаго наскоро извършиха операция на пациент с тумор на мозъка, който е 3D технология. По принцип детайлите на мозъка не могат да се видят с просто око, което добавя много риск за отстраняването на мозъчните тумори. След сканиране на мозъка и определяне на местоположението на тумора, лекарите установиха 3D модел на мозъчен пациент. След това, чрез този модел, лекарите могат да видят други области на мозъка, различни от тумори, и познават цялата област на операцията. Най-важното е, че чрез изграждането на мозъчния модел, те могат да изпълняват множество симулационни упражнения преди действителната операция, за да се справят с всякакви възможни извънредни ситуации, като същевременно избягват докосване на здравите зони на мозъка, които могат да бъдат случайно ранени. ,

Китай направи технологични пробиви в хирургията в приложенията за 3D печат. Миналия месец сърдечно-съдовият център на втората свързана болница на Медицинския университет в Нанкин използва технологията на 3D печатно сърце, за да възпроизведе сърцето на сърдечен пациент, откривайки сложната съдова структура на сърцето и симулираща различни хирургични процедури. Най-накрая беше разработен най-добрият хирургичен план и той продължи безпроблемно.

След това, когато операцията се промени от "един чук на звука" на повторно проверими медицински средства, тя несъмнено значително ще подобри успеха на операцията и ще намали риска. От друга страна, чрез повтаряща се симулация на хирургичната процедура, оперативното умение на лекаря също ще се увеличи, времето за операция ще бъде значително съкратено и пациентът също ще избегне страданието от по-дълга операция.

Пресичайки хълмовете, трябва да отидеш на вятъра

В допълнение, технологията за 3D печат дори ще се използва във фармацевтичната индустрия, за да се постигне възможността пациентите да печатат лекарства при поискване; Изработване на оборудване за рехабилитация като ортопедични стелки, слухови апарати; отпечатване на импланти като кости. Може да се каже, че 3D технологията за печат влияе върху посоката на медицинската индустрия във всички аспекти.

Въпреки това, 3D лечението не е перфектно и все още има няколко проблема в неговото популяризиране.

1. Материални проблеми. В предишни хирургични случаи често имаше проблеми с импланти в тялото, които накараха пациента да претърпи вторична болка, или проблеми с импланта, или увреждане на човешкото тяло, причинено от импланта. След това, като нова технология, технологията за 3D печат трябва също да обмисли този въпрос. Ако това е само за печат, може да е малко малко за него. Ако може да изследва материали, които са по-подходящи за човешкото тяло, то също ще стане важна част от съдбата на технологиите.

2. Проблеми с промоцията за комерсиализация. Ако дадена технология е просто ваза, нейната съдба трябва да бъде дълготрайна. След това, за 3D печат, тя все още съществува в някои болници със силна финансова сила. Средното 3D оборудване за печат на пазара е стотици хиляди долари, а цената на оборудването в болниците с по-висока точност е по-висока. Например, медицинските изисквания за точността на 3D печата, кръвоносните съдове на 3D черния дроб, отпечатани от японски производител, са ясно видими, а оборудването, което постига такава точност, като цяло е неприемливо за болниците. Ето защо засилването на научните изследвания и развитието на технологиите и намаляването на разходите за оборудване могат да бъдат ключови фактори за бързото му потъване.

3. Отпечатайте кинетичната енергия на органа. Понастоящем, въпреки че краткотраен черен дроб може да се създаде чрез поставяне на клетки, това не е функция, която не означава, че има чернодробна функция. Всъщност околната среда като прибори е несравнима с човешкото тяло, така че ще има различия във фармакологичните тестове. Освен това, как да се направят кръвоносните съдове, които транспортират кислород и хранителни вещества, остава проблем. Ако този проблем не бъде решен, клетките няма да оцелеят дълго време. В допълнение, този 3D печатащ орган също ще се изправи пред проблема с отхвърлянето на човешкото тяло в бъдеще. По-добре ли е да се адаптираме към тялото от сегашния жив орган, или не е прието? Всички сме неизвестни.

И щом един орган бъде включен, някой ще говори за етични въпроси. Тъй като обаче е за по-добро спасяване на живота, противоречията по този въпрос не трябва да бъдат особено ожесточени.

3D печатането все още е нещо ново за медицинската индустрия. Установихме, че когато се създава нова технология, медицинската индустрия не може да изчака да я опита. Този аспект отразява разнообразието и сложността на медицинските въпроси, а от друга страна отразява човешкото уважение и страх от живота. И това уважение към живота също ще се превърне в неизчерпаема движеща сила за практикуващите лекари да използват технологията, за да прекосят хълмовете.