3D打印:医生可以使用的新工具2020-03-10

尽管3D打印改变了许多生产方式,但目前仍很难与某些常规方法竞争,这是公认的,主要原因是仍然认为速度太慢。大批量的3D打印需要时间,并且尚未成为许多行业的首选方法。但是,医疗领域对这种技术的关注日益浓厚,它具有创建针对每个患者的解决方案的能力。现在,医生必须适应近75亿种不同的形态。然后,增材制造作为一种新的解决方案出现,用于创建可满足患者需求的定制设备。

3D打印


美国公司Allied Market Research估计,到2020年,医疗3D打印市场将达到23亿美元。增材制造的总体增长可以用增材制造提供的定制机会来解释。它可以制造假体,植入物,用作外科手术的准备或制造有助于某些敏感手术的医疗设备,例如外科手术指南和其他视觉辅助工具。

3D打印

医疗3D打印

增材制造以设计植入物和假体
植入物旨在长时间替换器官或补充其一项或多项功能。因此,根据定义,它完全适合于患者,因此适合于人体的解剖结构。在使用传统制造方法时,定制既费时又昂贵。这是增材制造方便的地方,可帮助设计定制植入物。该领域已经有多家公司开始使用3D技术来制造个性化医疗设备。


例如,法国的创业公司AnatomikModeling使用3D技术设计了第一个气管支气管假体。它的董事总经理本杰明·莫雷诺(Benjamin Moreno)解释说:“ 3D打印的使用具有多个优点:一个可以直接从3D数字模型转换为3D物理解剖模型,同时保持非常好的精度。节省时间对于降低成本很重要。这允许完全进入医疗设备的个性化时代。还可以制作具有非常复杂的几何形状的3D解剖模型,而这很难通过传统的制造技术来获得。“

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通过使用增材制造,假肢和植入物制造商可以更轻松地创建尺寸正确,设计复杂且成本较低的解决方案。至于所制造的医疗器械的耐用性,即使与传统方法相比示例数仍然很少,人们仍可以引用3D 钛髋臼杯的示例,该示例在摆放后仍然有效。这避免了患者每十年必须更换植入物,从而便利了患者的日常生活。

最终,医疗3D打印还使自动化创建听力和假牙的过程成为可能。根据制造商EnvisionTEC的说法,仅在短短几年内,制造助听器所需的步骤就从9个减少到3个。他继续详细介绍它们:听力学家首先使用3D扫描仪扫描患者的耳朵,以产生听觉印象。使用这些100,000-150,000基准,分析将发送给建模者,由其建模。完成后,它由树脂印刷并配备必要的组件。制造商估计它现在每小时可以打印65个假肢。

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以3D打印的助听器


增材制造服务于外科手术模拟
医疗错误是美国第三大死亡原因,这一令人震惊的数字可以借助3D打印技术向下修正。这些也成为在患者图像中快速实施手术模型的一种方法,使外科医生,尤其是学徒医生,可以在手术前进行培训并限制错误。这些以3D打印的解剖模型也可以在患者手术前呈现给患者,以便他可视化手术的所有步骤,这也是一种改善从业者/患者关系的方式。

法国初创公司BIOMODEX的首席执行官Thomas Marchand 解释说,“ 3D打印” 使他们能够提供当今不能令人满意的手术培训解决方案的替代方案(对患者,尸体解剖部位或动物进行培训,这会引发道德和后勤问题) 。通过网络平台,医生可以从扫描仪,MRI或超声上上传患者的医学图像。几天后,他在医院接受了合成器官BIOMODEX,可以在其上训练,选择正确的方法,正确的手术策略和适合他的患者的假体(大小和位置)“一些最先进的3D打印模型甚至可以模仿出血,尽可能逼近现实,这将提高手术程序的准确性和效率。

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目标是通过改善外科医生的培训来减少医疗错误的数量。目前不再存在后勤问题的动物或尸体将不再涉及伦理问题。罗彻斯特大学泌尿外科助理教授艾哈迈德·加兹(Ahmed Ghazi)博士评论说:“ 外科医生就像飞行员。对于每个人来说,我们必须第一次独自完成起飞747的步骤。对于外科医生来说,完全自主地执行从A到Z的手术也是必须的。飞行员使用飞行模拟器进行自我准备,但到目前为止,外科医生还没有有效的模拟系统。“



生物印刷以创造组织和器官
仍然限于研究应用,生物打印是一种快速发展的技术,近年来已显着增长。

通过这种方法,您可以使用特定的3D打印创建细胞结构,从而可以设计活体器官。尽管它们不能长期发挥作用,但我们必须强调所取得的所有进展。例如,美国Organorganovo公司是该领域的领导者之一。他们通过生物打印发展了骨组织并移植了肝组织。该公司看点生物系统公司已经转而生产生物打印机称为RXI能够创建定制的生理复杂的人类组织。这种进步既可以在特殊的器官上测试不同的药物,又可以进行人造器官移植。

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在不同的应用程序中,生物打印提供了创造皮肤的机会,从而有助于治疗严重伤害并帮助患者康复。整形外科医生马克·杰施克(Marc Jeschke)向我们解释说:“ 一旦能够从患者的细胞中产生合成皮肤,就可以完全改变这种情况,因为您可以非常迅速地进行手术。” 与韩国研究人员 所取得的进步相类似,该研究结合了挤出和喷墨两种印刷方法,使他们能够用聚己内酯膜制造胶原蛋白基皮肤。即使事态发展还处于起步阶段,皮肤的生物印刷也可能使外科手术部门以及化妆品领域的产品混乱,这些领域的产品可以直接在生物印刷的皮肤上进行测试。


药物的3D打印
该技术的另一个有希望的部分是,几年后可能会看到您的药物以3D打印。那里有技术,但问题在于更多的监管。制药行业受到严格监管,投放市场必须满足许多要求。但是,FabRx公司似乎对3D打印在这个市场上提供的机会深信不疑。它旨在生产3D打印药品。其领导者之一Alvaro Goyanes Goyanes博士向我们解释说:“ 能够通过简单地修改3D文件来创建平板电脑或医疗设备,这提供了很多机会。最简单的是能够更改大小或填充量(即对象内部材料的百分比),从而更改药片的质量,从而更改药物的剂量 。

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因此,有可能根据患者调整每种药物的剂量,并且更加容易和迅速。阿尔瓦罗(Alvaro)指出,小儿科的一项特别有趣的进展是,儿童的年龄和体重对药物的给药方式有很大的影响。医生补充说:“ 可以将两种或多种药物合入一片剂,从而减少人必须吞咽的片剂数量,这在老年人中尤其重要。”


关于所使用的印刷技术,似乎FabRx使用类似于烧结粉末的过程,粉末中将包含药物。Alvaro表示:“ 根据我们选择的材料,我们可以将药物非常快速地释放或靶向释放到胃肠道的特定区域。“

FabRx希望在2年内开始为医院配备3D打印。主要挑战之一将是监管。药品制造商表示,他尚不知道验证过程的步骤。如果药物的3D打印被认为是制造步骤,它将经历更高的控制和调节;如果将其视为组成步骤,则该法规将不再严格。

可以肯定的是,医学领域为增材制造的出现保留了光明的未来。在接下来的十年中,得益于技术的飞速发展,例如医疗3D打印,医学领域将得到发展。也许到那时,我们可能会看到第一批生物打印的功能器官,这是一项具有最佳科学价值的创新技术。 fi电影。


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