5 τρόποι που η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται στην υγειονομική περίθαλψη

Μπορεί να μην είναι προφανές δεδομένου του τεράστιου όγκου των τεχνολογικών προόδων που σημειώνονται αυτές τις μέρες, ιδιαίτερα καθώς το θέμα της τεχνητής νοημοσύνης παραγκωνίζει άλλους τίτλους, αλλά ο τομέας της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην υγειονομική περίθαλψη είναι ραγδαία εξελισσόμενη. Κάθε εβδομάδα, οι εταιρείες δημοσιεύουν λεπτομέρειες σχετικά με νέες καινοτομίες στις οποίες εργάζονται για την τρισδιάστατη εκτύπωση τμημάτων του ανθρώπινου σώματος, όπως νεφρούς και άλλα όργανα. Και δεν σταματά εκεί.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση υπερβαίνει την εκτύπωση μοναδικού σχήματος μπιχλιμπιδιών, με εκτεταμένες επιπτώσεις για την ιατρική τεχνολογία. Εδώ είναι μερικοί από τους συναρπαστικούς τρόπους που χρησιμοποιείται στην υγειονομική περίθαλψη.

1. 3D-Printed Προσθετικά

Με την τρισδιάστατη εκτύπωση, η αγορά για προσαρμοσμένα άκρα αυξάνεται και πολλοί οργανισμοί κεφαλαιοποιούν τη ζήτηση. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν

Ανοίξτε το Bionics (του οποίου το σύνθημα είναι «Μετατροπή των Αναπηριών σε Υπερδυνάμεις»), επιτρέπω (μια παγκόσμια κοινότητα εθελοντών που κατασκευάζουν δωρεάν και χαμηλού κόστους προσθετικά για παιδιά) και UNYQ (εταιρεία που κατασκευάζει προσθετικά που θα μπορούσαν να θεωρηθούν και έργα τέχνης).

Εάν είστε οικογένεια με τρισδιάστατη εκτύπωση στον χώρο της υγειονομικής περίθαλψης, αναμφίβολα θα συναντήσετε πολλά εμπνευσμένα ανέκδοτα που περιγράφουν πώς οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν την τρισδιάστατη εκτύπωση προσθετικά όχι μόνο για να ανακτήσουν τη χρήση των άκρων αλλά και να επιτύχουν εντυπωσιακά επιτεύγματα όπως το σπριντ στις γραμμές τερματισμού με τη βοήθεια προσαρμοσμένων 3D εκτυπωμένων λεπίδες.

Στην καρδιά αυτών των ιστοριών βρίσκονται προηγμένα υλικά και τεχνολογίες. Τα τρισδιάστατα προσθετικά είναι κατασκευασμένα από ελαφριά και ανθεκτικά πλαστικά τα οποία συχνά συνδυάζονται με σιλικόνη, TPE, καουτσούκ και πολλά άλλα για να συγχωνεύονται άνετα με το ανθρώπινο σώμα.

Καθώς η τεχνολογία γίνεται πιο προσιτή και οι δημιουργοί βρίσκουν νέους τρόπους για την κατασκευή προσθετικών, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι θα συνεχίσουμε να βλέπουμε μερικές εντυπωσιακές εξελίξεις τα επόμενα χρόνια.

2. Εμφυτεύματα 3D-Printed

Υπάρχουν πολλά τεχνολογίες που διαμορφώνουν το μέλλον της υγειονομικής περίθαλψης και πολλοί τρόποι με τους οποίους η εμφυτεύσιμη τεχνολογία θα μπορούσε να αλλάξει την υγεία και την ευεξία. Ταυτόχρονα, τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα εμφυτεύματα αρχίζουν να παίζουν όλο και περισσότερο ρόλο στα ιατρικά σενάρια. Σκεφτείτε τα εμφυτεύματα τιτανίου για τραυματισμούς οστών, κρανιακές πλάκες, ακόμη και κλουβιά σύντηξης σπονδυλικής στήλης. Μπορεί να ακούγεται σαν κάτι από κόμικ της Marvel, αλλά αυτές οι καινοτομίες συμβαίνουν αυτή τη στιγμή.

Οι εταιρείες που δραστηριοποιούνται σε αυτόν τον χώρο περιλαμβάνουν Πραγματοποιώ, Stryker, και 4WEB Medical, για να αναφέρουμε μερικά. Αυτές οι εταιρείες πιέζουν τα όρια στη μηχανοβιολογία, προσφέροντας εξατομικευμένες και ακριβείς λύσεις στις κάποτε τρομακτικές ιατρικές προκλήσεις. Για παράδειγμα, τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα εμφυτεύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν στην αναδόμηση των οστών του προσώπου ή στην αποκατάσταση της βλάβης της σπονδυλικής στήλης.

Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα εμφυτεύματα χρησιμοποιούν συνήθως υλικά όπως το τιτάνιο ή το κοβάλτιο-χρωμίο, γνωστά για την αντοχή και τη βιοσυμβατότητά τους. Όταν συνδυάζεται με τεχνικές τρισδιάστατης εκτύπωσης όπως το Selective Laser Melting (SLM) ή το Electron Beam Melting (EBM), Οι εταιρείες μπορούν να κατασκευάσουν ειδικά κατασκευασμένα εμφυτεύματα που μπορούν να ενσωματωθούν άψογα με τη μοναδική ανατομία του ασθενούς.

Η ομορφιά αυτών των 3D εκτυπωμένων εμφυτευμάτων έγκειται στη δυνατότητά τους να βελτιώσουν δραστικά τα αποτελέσματα των ασθενών. Υπάρχουν όμορφες ιστορίες που δημοσιεύονται στο Διαδίκτυο για ανθρώπους που έχουν υποστεί σοβαρούς τραυματισμούς και έχουν ανακατασκευαστεί τα οστά στο πρόσωπό τους με ειδικά κατασκευασμένα εμφυτεύματα τρισδιάστατης εκτύπωσης. Υπάρχουν επίσης παραδείγματα ανθρώπων που έχουν υποβληθεί σε πολύπλοκες χειρουργικές επεμβάσεις σπονδυλικής σύντηξης που έγιναν δυνατές από εμφυτεύματα τυπωμένα σε 3D.

Αν αναρωτιέστε τι επιφυλάσσει το μέλλον, η βιοεκτύπωση είναι ένα παράδειγμα. Αυτή η τεχνολογία αιχμής περιλαμβάνει τη χρήση των κυττάρων ενός ασθενούς για τη δημιουργία ζωντανού, λειτουργικού ιστού για εμφύτευση. Ενώ είναι ακόμη στα σπάργανα, οι δυνατότητες είναι τεράστιες (σκεφτείτε τα ειδικά κατασκευασμένα όργανα).

3. Τρισδιάστατη εκτύπωση στην παράδοση φαρμάκων

Η τρισδιάστατη εκτύπωση στην υγειονομική περίθαλψη αποδίδει μια άλλη αξιοσημείωτη εφαρμογή: τη διανομή φαρμάκων. Μπορεί να έχουν περάσει οι μέρες της φαρμακευτικής αγωγής που ταιριάζει σε όλους. Το μέλλον έχει να κάνει με την εξατομίκευση και η τρισδιάστατη εκτύπωση συμβάλλει στην πρωτοπορία.

Εταιρείες όπως Aprecia Pharmaceuticals και FabRx ταρακουνούν τη βιομηχανία με τις νέες προσεγγίσεις τους στην παρασκευή φαρμάκων. Αξιοποιώντας τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης, όπως η μοντελοποίηση συντηγμένης εναπόθεσης (FDM), αυτές οι εταιρείες μπορούν να δημιουργήσουν εξατομικευμένα χάπια προσαρμοσμένα στις συγκεκριμένες ανάγκες κάθε ασθενούς.

Πιο συγκεκριμένα, με την τρισδιάστατη εκτύπωση, είναι δυνατό να δημιουργηθούν πολύπλοκες δομές χαπιών που ελέγχουν την απελευθέρωση ενεργών συστατικών. Τα πορώδη χάπια που κατασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο διαλύονται γρήγορα, ενώ τα πολυστρωματικά χάπια μπορούν να απελευθερώσουν διαφορετικά φάρμακα σε διαφορετικούς χρόνους.

Όσον αφορά τις μελλοντικές εφαρμογές, σκεφτείτε τους ηλικιωμένους ασθενείς με πολλαπλές συνταγές που μπορεί να είναι σε θέση να πάρουν ένα μόνο χάπι που κατασκευάζεται κατά παραγγελία που συνδυάζει όλα τα απαιτούμενα φάρμακα.

4. Τρισδιάστατοι ιστοί και όργανα

Η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται για την κατασκευή ενός ευρέος φάσματος προϊόντων. μπορείς ακόμη και 3D εκτύπωση ανταλλακτικών αυτοκινήτων. Ωστόσο, η τρισδιάστατη βιοεκτύπωση είναι πραγματικά το επόμενο επίπεδο. Οι επιστήμονες εργάζονται για την εκτύπωση αντικειμένων όπως το ανθρώπινο δέρμα για τα θύματα εγκαυμάτων και ελπίζουν ότι μια μέρα θα μπορέσουν να εκτυπώσουν μίνι όργανα για ναρκωτικά. Εταιρείες όπως Organovo και Prellis Biologics είναι δύο εταιρείες που κάνουν προόδους στον τρισδιάστατο εκτυπωμένο ανθρώπινο ιστό.

Στον πυρήνα της τρισδιάστατης βιοεκτύπωσης βρίσκεται μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει τη στρωματοποίηση κυττάρων, γνωστή και ως βιο-μελάνη, σε ακριβή μοτίβα για τη δημιουργία ζωντανών δομών. Φανταστείτε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή εξοπλισμένο με πολλές σύριγγες, η καθεμία γεμάτη με διαφορετικό τύπο κυψέλης. Ο εκτυπωτής εναποθέτει αυτά τα κύτταρα, ένα στρώμα τη φορά, μέχρι να σχηματιστεί ένας πλήρως σχηματισμένος ιστός ή όργανο.

Μια από τις μεγάλες ειδήσεις του 2022 περιλάμβανε το έργο της 3DBio Therapeutics, μιας εταιρείας που εκτύπωσε με επιτυχία ένα ανθρώπινο αυτί με τρισδιάστατη εκτύπωση. Αν και αυτό μπορεί να φαίνεται σαν ένα σχετικά απλό μέρος της ανθρώπινης ανατομίας - και είναι - οι επιστήμονες εργάζονται για να βελτιώσουν τις τεχνικές βιοεκτύπωσης, για να δημιουργήσουν πλήρως λειτουργικά, μεταμοσχεύσιμα όργανα. Δεν είμαστε ακριβώς εκεί, αλλά κάθε μέρα ερχόμαστε πιο κοντά σε έναν κόσμο όπου οι λίστες αναμονής οργάνων γίνονται παρελθόν.

5. Ιατρικές συσκευές τρισδιάστατης εκτύπωσης

Ένα άλλο παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται στην υγειονομική περίθαλψη είναι η ανάπτυξη προσαρμοσμένων χειρουργικών εργαλείων.

Στο παρελθόν, οι χειρουργοί συχνά περιορίζονταν από τη διαθεσιμότητα τυποποιημένων εργαλείων, γεγονός που καθιστούσε δύσκολη την εκτέλεση πολύπλοκων διαδικασιών με το επιθυμητό επίπεδο ακρίβειας. Με την τρισδιάστατη εκτύπωση, οι χειρουργοί μπορούν πλέον να έχουν πρόσβαση σε ειδικά κατασκευασμένα εργαλεία που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για μια συγκεκριμένη διαδικασία ή την ανατομία του ασθενούς. Αυτά τα ειδικά προσαρμοσμένα εργαλεία μπορούν να οδηγήσουν σε αυξημένη ακρίβεια, μειωμένο χρόνο λειτουργίας και, τελικά, βελτιωμένα αποτελέσματα των ασθενών.

Για παράδειγμα, οι αναστολείς είναι απαραίτητοι σε χειρουργικές επεμβάσεις για τη συγκράτηση οργάνων ή ιστών, παρέχοντας στους χειρουργούς ένα σαφές οπτικό πεδίο. Με την τρισδιάστατη εκτύπωση, οι συσπειρωτήρες μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να ταιριάζουν στη μοναδική ανατομία του ασθενούς, εξασφαλίζοντας βέλτιστη έκθεση, ελαχιστοποιώντας παράλληλα το τραύμα στους περιβάλλοντες ιστούς.

Αγκαλιάζοντας το μέλλον της τεχνολογίας 3D-Printed

Είναι εκπληκτικό να βλέπεις πώς η τεχνολογία επηρεάζει θετικά τη ζωή των ασθενών. Από εξατομικευμένα προσθετικά και εμφυτεύματα μέχρι τη χορήγηση φαρμάκων, τη μηχανική ιστών και τις καινοτόμες ιατρικές συσκευές, η τρισδιάστατη εκτύπωση ωθεί πραγματικά την υγειονομική περίθαλψη σε νέους τομείς.

Προχωρώντας προς τα εμπρός, αυτό το είδος μετασχηματιστικής τεχνολογίας θα οδηγήσει αναμφίβολα σε ασύλληπτες ανακαλύψεις, που θα έχουν θετικό αντίκτυπο στις ζωές ακόμη περισσότερων ατόμων σε όλο τον κόσμο.