Отпечатани по поръчка 3D кости, успешно се имплантират на хора
Звучи, все едно ще се транформираме частично в андроиди. Но за пациенти, които се нуждаят от реконструктивна хирургия, датският стартиращ Particle3D предоставя уникални решения. Компанията предлага новаторски метод за 3D печат на леки, персонализирани костни импланти, които допълват перфектно човешкия скелет. Технологията носи изключително малък риск от инфекции. А моделите са съобразени с конкретното тяло. Много скоро методът може да се насочи към използване в космоса.
Персонализирани възможности
Традиционните импланти обикновено се състоят от неразградими материали като полимер или титан. Particle3D използва „био мастило“, направено от прахови частици и мастни киселини от трикалциев фосфат (TCP). Последният се използва в реконструктивната хирургия от десетилетия. До момента той е бил ръчно изваян от хирурзите в необходимата форма. Новият подход може да ограничи потенциалните отрицателни ефекти. Например, когато става въпрос за стимулиране на естествения растеж на костите.
Иноваторският процес започва със сканиране на костите на пациента или областта, където ще бъде поставен имплантатът. Данните се подават в компютърна програма, която позволява на хирурзите и персонала да оптимизират дизайна, като използват компютърни модели. След това завършената кост се отпечатва от Particle3D и се изпраща в болницата за поставяне.
Порестата структура на материала позволява на имплантите да функционират като естествения скелет. Това подпомага разрастването на кръвоносните съдове и естествена кост. Естественият материал се разгражда с течение на времето. Изпитанията върху свине и мишки показват наличието на нов костен мозък и кръвоносни съдове, само след осем седмици.
3D печатите и здравеопазването
3D печатите все по-мащабно навлизат във всяка сфера на живота. Изглежда здравеопазването следва подобен път. Фокусът тук е върху бързото и точно производство. Случаите за употреба на 3D печат в здравеопазването включват принтиране на 3D модели на кости, части на тялото и органи преди операции, което позволява на хирурзите да визуализират по-добре и да практикуват преди самите процедури. Постепенно се планира преминаване в печатни инструменти и разтвори като лекарства и костни импланти. Скоро може да видим 3D отпечатани части на тялото.
Предимства на метода
Положителните страни са по-ниски разходи, по-кратко време за изпълнение и разпределяне на продукцията на 3D печатите в здравеопазването. Добър пример е стартиращото производство на персонализирани слухови апарати, изработени чрез 3D сканиране, 3D моделиране и 3D печат.
Едно от предимствата на подобни костни импланти е ниската вероятност от инфекции и усложнения след операция. Като се има предвид обхвата на хирургията, често се налага отваряне на част от пациента, за да се постави съответната част. След подобни процедути рискът от инфекции е голям. Това затруднява възстановяването. Някои полимерни или титанови импланти се налага да бъдат премахвани в последствие, което налага допълнителни операции. Подобни манипулации могат да доведат до усложнения като ограничена употреба на крайник или хронична болка.
Създаването на точно копие на сложна костна триизмерна структура, която организмът може постепенно да абсорбира, докато се лекува, спасява пациентите както от допълнителни операции, така и от постоянни проблеми със здравето. Имплантите на Particle3D също могат да съхраняват лекарства в порестия си материал за много по-дълго време, отколкото традиционните. Последните обикновено се покриват с антибиотици преди поставянето, но те се изразходват в рамките на няколко дни след извършване на процедурата.
Използването на порест TCP за отпечатване на кости все пак има някои недостатъци. Силата на натиск е много по-ниска от тази на някои носещи човешки кости, като бедрените стави.
Масова употреба
Група учените разработват 3D печатни импланти на скелета, които могат да помогнат на пациенти с деформации на черепа. Резултатите от ранните изследвания показват, че около 77% от костната маса се абсорбират и заменят с естествена кост 6 месеца след операцията. Новопорасналата кост е също толкова силна, колкото оригиналната.
Масовата употреба ще се наложи да почака още няколко години. Съществуват редица регулаторни въпроси по отношение на биологичния материал, който се използва. Лицензирането на медицинските медикаменти е дълъг процес. Всичко това означава, че може да отнеме дълго време, преди първите пациенти да се възползват от новата технология. Все пак това е огромен потенциал за подобряване лечението на нуждаещите се, включително в отдалечени и негостоприемни райони.
Новата технологията би могла да обслужва експерименти с живи тъкани за космически изследвания. Целта е да се намери начини за запазване безопасността и здравето на астронавтите. Например на междупланетни мисии до Марс. Един от основните подходи е да се използва 3D-печат върху кожата и костите с помощта на био-мастило. Това може да помогне на астронавтите да преодолеят по-широк обхват от възможни медицински ситуации, като същевременно не увеличава необходимостта от заемане на ценно пространство и маса в космически кораб.
Независимо дали в Космоса или на Земята, 3D печатът има голям потенциал в здравеопазването за създаване на нови решения и подобряване на перспективите на пациентите за възстановяване. Можем да очакваме стартиране на технологията през текущата година.
