Здоровье Спецпроект

3D печать в медицине: возможности и реальные области применения

“Столетник” | 18.10.2021

Удивительно, какими быстрыми темпами развивается современная наука! Еще недавно и обычный принтер был прогрессивным техническим достижением, а теперь стала доступной трехмерная печать, которая активно используется в различных областях человеческой деятельности. Это кажется фантастикой, но даже медицина может применять технологию 3d в лечении больных.

Методика заняла прочную позицию в области стоматологии, имплантации и протезирования, а также хирургической диагностики и обучения специалистов.

В медицинской среде предельно важна возможность исследовать с точностью больной орган или опухоль, например, перед операцией. Технологии 3d печати делают это доступным. Они позволяют создать абсолютно идентичную трехмерную копию любой части человеческого тела. Теперь врач может изучить особенности недуга, не прибегая к инвазивным методикам. Схема проведения сложного оперативного вмешательства может быть такой:
  • Сканирование поврежденного органа, кости, сустава и т.д.
  • Печать объемной модели из пластика
  • Изучение особенностей патологии на смоделированном образце
  • Выбор методики терапии, основанный на точном исследовании проблемы
Бесценными такие модели станут и для студентов медицинских ВУЗов или начинающих докторов, которые получат возможность обучаться, используя трехмерные модели органов, костей, тканей человека, максимально реалистичные по воспроизведению. Отказ от практики с пациентами позволит исключить возможный вред, который им может нанести неопытный врач.

3D печать в медицине

Как еще используют 3d печать в медицине?

Стоматология. В этой сфере возможности для трехмерного моделирования и печати колоссальны. Современные технологии позволяют создавать коронки и зубные протезы, идеально подходящие каждому конкретному больному. На 3d принтере можно изготовить имплантат зуба из современных материалов, который отлично приживется в организме.

Имплантация. Сложно поверить, но ученые научились создавать внутренние органы с помощью 3d технологий! В настоящее время первенство в освоении такой методики принадлежит Японии, Китаю и Южной Корее. Чаще всего импланты производят из сплава титана, который практически никогда не отторгается человеческим телом, легко вживляется в ткани. Это уже огромное достижение в медицине, но специалисты продвинулись гораздо дальше.

В научных лабораториях на высокотехнологичных принтерах происходит так называемая биопечать. Это изготовление небольших участков тканей человеческого организма из различного типа клеток. Такие «живые макеты» изначально использовали для тестирования новых препаратов. Теперь появилась возможность печатать из стволовых клеток пациента нервную ткань, вены и даже целые органы. Это идеальный вариант для пересадки:
  • Решается проблема с донорами. Больным больше не нужно ждать подходящий вариант для имплантации, рискуя погибнуть из-за промедления с операцией. Необходимый орган можно напечатать в кратчайшие сроки.
  • Изделия биопечати не будут вызывать отторжения, так как состоят из родственных пациенту клеток.
3D печать в медицине

Протезирование. Эта область медицины, в которой используется 3d печать, является наиболее востребованной и интенсивно развивающейся. Технология позволяет создавать протезы высокой точности и реалистичности, которые готовятся по индивидуальным меркам пациента. В 2019 году в Японии провели уникальный эксперимент, подсоединив объемную модель руки, напечатанную на 3d принтере, к нервным окончаниям больного. Это дало возможность испытуемому пользоваться протезом в полном объеме, как полноценной конечностью.

Печать на 3d принтере в области протезирования имеет несомненные преимущества перед устаревшими методиками, такими, например, как литье. Это:
  • Скорость изготовления
  • Маленькая масса протеза
  • Пористая структура изделия, позволяющая облегчить его сращение с живыми тканями

 Как происходит 3d печать для медицинских целей?

В этой области могут использоваться как обычные принтеры, печатающие объемные модели из пластиковой нити, так и промышленные устройства, работающие посредством лазерного плавления титанового порошка. В первом случае можно получить, к примеру, трехмерный образец пораженного органа для исследования или идеально точный слепок челюсти для дальнейшего использования в стоматологическом протезировании.

Второй вариант – изготовление имплантатов или протезов для решения конкретных медицинских задач. С такими 3d принтерами работают сразу несколько специалистов из разных областей знаний. Изначально врачом с помощью компьютерной томографии сканируется область патологии. После этого биоинженер обрабатывает полученные файлы, чтобы создать 3d-геометрию будущего импланта. Затем оператор трехмерной печати проектирует расположение цифровой модели в устройстве принтера, устанавливает специальные технологические поддержки, которые будут отражать лишнее тепло и фиксировать изделие.

3D печать в медицине

Далее камера принтера наполняется аргоном (инертный газ), а на рабочую часть наносится титановый порошок. Лазерные лучи внутри устройства прогревают его, повторяя контуры цифровой модели. Титан твердеет. Так изделие воссоздают постепенно, слой за слоем. После чего его шлифуют с помощью пескоструйной установки, доводя до совершенства.

Подготовить проект индивидуального протеза или имплантата для конкретного пациента можно всего за неделю! Само изготовление занимает примерно столько же времени. Важно, что такие изделия крайне редко бывают подвержены браку, так как проходят постоянное согласование на всех этапах производства, а также производятся по сверхточным замерам. Это очень важно, так как имплант обычно нужен в кратчайшие сроки, чтобы успеть своевременно прооперировать пациента. В таких случаях задержка может стать фатальной.

3d печать – уникальная методика, способная перевернуть современное представление о медицине! При достаточной финансовой доступности, она открывает широкие горизонты в сфере хирургии и стоматологии. Уже сейчас можно понять, что развитие технологии позволит создавать внутренние органы, отдельные части человеческого тела. Это даст возможность не только с легкостью лечить большинство известных заболеваний, но и существенно увеличить продолжительность жизни человека. Представьте, ведь любые изношенные или пораженные ткани организма можно будет напечатать на 3d принтере и заменить!

Текст: Елена Карабанова
0 комментариев 0
Загрузка комментариев...
Получайте последние новости!