3D ispis u medicini: možda nam više ne trebaju živi organi

Ako želite pitati što je najčešće korišten 3D ispis u medicinskoj industriji, onda je prirodno brojati udove i organe.

U ljudskom tijelu, najučestalija priroda su udovi, zubi i slično. Glavne funkcije tih dijelova pomažu ljudskim postupcima i životima, a njihove su funkcije jedinstvene, pa je struktura relativno jednostavna. Štoviše, nepotpunost udova teoretski teško utječe na ljudski život. Stoga su protetike i proteze uobičajene, i kada se pojavi tehnologija 3D tiska, ona se prirodno primjenjuje na ovom polju.

Trenutno u 3D tehnologiji ispisivanje protetskih tehnologija je vrlo zrelo i naširoko se koristi. Djevojka u Engleskoj ima 3D dlan, migrantski radnik ima lubanju, a čak i australska tvrtka CSIRO može prilagoditi titanijsku prsnu kost i rebra kako bi stvorila 3D grudi.

Nedavna studija pokazala nam je i mogućnost kombiniranja AI i 3D tiska. Tim istraživača s Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu i Stomatološke laboratorije Shuliwell izgradili su Univerzalnu mrežu za konfrontaciju (GAN) kako bi automatski generirali nove dizajne krunica. On predviđa oblik nove krune na temelju skeniranja nestalih zuba. Prvo se skenira strana zuba koji nedostaje mandibule kako bi se dobila 2D slika. Zatim se skenira i suprotna strana čeljusti. GAN razumije udaljenost između zuba koji nedostaju i ispunjava prazninu u 3D novom dizajnu krune.

Može se očekivati da će s preciznošću GAN modeliranja budući 3D tisak biti u skladu s ljudskim fiziološkim karakteristikama i funkcionalnom orijentacijom. Na primjer, problem primanja šupljine može se bolje riješiti, tako da je ugradnja proteze ugodnija.

Ako je ispis udova, zuba itd. Jednostavan, onda je 3D tisak organ teško. I srodna istraživanja također se provode na uredan način.

Poteškoća s 3D tiskarskim organima je zbog velikog broja krvnih žila u njima, a organizacija svakog organa je također različita. Na primjer, mozak se uglavnom sastoji od velikog broja živčanih tkiva. Još uvijek postoje velike tehničke poteškoće u postizanju ispisa i kultiviranja živčanih tkiva.

Ali dobra vijest je da su 3D jetre tiskane i preživjele. Američka biotehnološka tvrtka Organovo koristila je tehnologiju 3D tiska stanica kako bi ispisala tkivo stanica koje su potrebne jetri u komori za kulturu stanica. Nakon uzgoja u posudi, može se uzgojiti u normalnu formu jetre i presaditi u ljudsko tijelo. Međutim, stanice ove jetre gube aktivnost nakon što su tiskane i postaju mrtve stanice.

Osim jetre, proučavaju se i organi poput bubrega i gušterače. Istraživači općenito vjeruju da je za postizanje doista funkcionalnih i prijenosnih 3D tiskanih organa potrebno najmanje 10 godina. Za razvoj transplantacije ljudskih organa, 10 godina nije dugo, ali nije prekratko. Kada ta tehnologija postane stvarnost, promjene koje ona donosi bit će revolucionarne: ljudi kojima je potrebna operacija neće morati očajnički umrijeti jer ne mogu čekati živih organa, a organi će postati roba koja se može masovno proizvoditi. To će imati pozitivan utjecaj na rješavanje nedostatka živih organa, produljenje ljudskog života, pa čak i stvaranje novog industrijskog lanca opskrbe organa.

Operacija se može vratiti: od "jednokratnog" do "ponavljajućeg"

3D ispis Druga primjena koja ima apsolutnu prednost u medicinskom području je pomoćna kirurgija.

Operacija je vrlo rizična zadaća, osobito za unutarnju obradu unutarnjih organa kao što su unutarnji organi. Tisućama godina liječnici su neumorno tražili kako poboljšati uspješnost operacije i poboljšati kvalitetu života pacijenata.

U početku, kada nema vizualnog medicinskog uređaja, ako liječnici imaju problema s određenim dijelom, mogu prvo prvo otvoriti tijelo, a zatim istražiti položaj lezije i izvesti operaciju. U tom procesu, liječnici se oslanjaju na svoje akumulirano iskustvo kako bi točno locirali. Međutim, ljudsko tijelo je drugačije. Podupirući instrumente i elektroničku opremu, liječnici prije operacije mogu odrediti lezije tehničkim sredstvima. Točnost operacije je znatno poboljšana u usporedbi s iskustvom.

Bilo da se radi o početnom "ravnom nožu" ili blagoslovu vizualnog uređaja, operacija ima jednu posebnu značajku: jednokratno.

S pojavom tehnologije 3D tiska, kirurgija je počela imati još jednu značajku: ponovljivost.

Kirurzi u medicinskom centru Sjeverozapadne zajednice u Chicagu nedavno su izveli operaciju na pacijentu s tumorima na mozgu, što je 3D tehnologija. Općenito, detalji mozga se ne mogu vidjeti golim okom, što dodaje mnogo rizika uklanjanju tumora mozga. Nakon skeniranja mozga i određivanja položaja tumora, liječnici su uspostavili 3D model bolesnika s mozgom. Zatim, kroz ovaj model, liječnici mogu vidjeti druga područja mozga osim tumora i znati cijelo područje operacije. Ono što je najvažnije, kroz konstrukciju modela mozga, oni mogu izvesti više simulacijskih vježbi prije same operacije kako bi se uhvatili u koštac s mogućim hitnim slučajevima dok izbjegavaju dodirivanje zdravih dijelova mozga koji se mogu slučajno ozlijediti. ,

Kina je također napravila tehnološka dostignuća u kirurgiji u aplikacijama za 3D tisak. Prošlog mjeseca, Kardiovaskularni centar Druge pridružene bolnice Medicinskog sveučilišta u Nanjingu koristio je tehnologiju 3D tiskanog srca za repliciranje srčanog bolesnika, otkrivajući složenu vaskularnu strukturu u srcu i simulirajući različite kirurške postupke. Naposljetku, razvijen je najbolji kirurški plan i nastavljen je glatko.

Tada, kada se operacija promijeni iz "jednog čekića u zvuk" do medicinskih sredstava koja se mogu ponovno testirati, nesumnjivo će uvelike poboljšati uspjeh operacije i smanjiti rizik. S druge strane, kroz ponovljenu simulaciju kirurškog zahvata, povećat će se i operativna stručnost liječnika, znatno će se skratiti vrijeme operacije, a pacijent će također izbjeći patnje zbog duže operacije.

Prelazeći brda, morate ići na vjetru

Osim toga, tehnologija 3D ispisa čak će se koristiti u farmaceutskoj industriji kako bi se postigla mogućnost da pacijenti ispisuju lijekove na zahtjev; izrada opreme za rehabilitaciju kao što su ortopedski ulošci, slušna pomagala; tiskarski implantati kao što su kosti. Može se reći da tehnologija 3D tiska utječe na smjer medicinske industrije u svim aspektima.

Međutim, 3D liječenje nije savršeno i još uvijek postoji nekoliko problema u njegovoj promociji.

1. Materijalni problemi. U prethodnim kirurškim slučajevima često je bilo problema s implantatima u tijelu koji su uzrokovali sekundarni bol, ili probleme s implantatom, ili oštećenje ljudskog tijela uzrokovano implantatom. Zatim, kao tehnologija u nastajanju, tehnologija 3D ispisa također mora razmotriti ovo pitanje. Ako je to samo za ispis, to bi moglo biti malo malo za to. Ako može istražiti materijale koji su prikladniji za ljudsko tijelo, to će također postati važan dio sudbine tehnologije.

2. Pitanja promocije komercijalizacije. Ako je tehnologija samo vaza, njezina sudbina mora biti dugotrajna. Zatim, za 3D tisak, još uvijek postoji u nekim bolnicama s jakom financijskom snagom. Prosječna 3D oprema za tisak na tržištu je stotine tisuća dolara, a troškovi opreme u bolnicama s višim zahtjevima preciznosti su veći. Na primjer, medicinski zahtjevi za točnost 3D ispisa, krvne žile na 3D jetri koje je ispisao japanski proizvođač jasno su vidljive, a oprema koja postiže takvu preciznost je općenito neprihvatljiva za bolnice. Stoga, jačanje istraživanja i razvoja tehnologije i smanjenje troškova opreme mogu biti ključni čimbenici za njezino brzo propadanje.

3. Ispišite kinetičku energiju organa. Trenutno, iako se kratkotrajna jetra može stvoriti preklapanjem stanica, to nije funkcija koja ne znači da ima funkciju jetre. Zapravo, okoliš kao što je pribor je neusporediv s ljudskim tijelom, tako da će postojati razlike u farmakološkim ispitivanjima. Osim toga, kako napraviti krvne žile koje prenose kisik i hranjive tvari ostaje problem. Ako ovaj problem nije riješen, stanice neće dugo preživjeti. Osim toga, ovaj 3D tiskarski organ također će se suočiti s problemom odbacivanja ljudskog tijela u budućnosti. Je li bolje prilagoditi se tijelu nego sadašnjem živom tijelu, ili nije prihvaćeno? Svi smo nepoznati.

Kada se uključi organ, netko će govoriti o etičkim pitanjima. Međutim, budući da se radi o boljem spašavanju života, polemika o ovom pitanju ne bi trebala biti osobito žestoka.

3D tisak je još uvijek nova stvar za medicinsku industriju. Otkrili smo da, kad god se stvara nova tehnologija, medicinska industrija ne može čekati da je isproba. Ovaj aspekt odražava raznolikost i složenost medicinskih pitanja, as druge strane odražava ljudsko poštovanje i strah od života. I to poštivanje života također će postati neiscrpna motivacijska sila za liječnike da koriste tehnologiju za prelazak preko brda.