3D печать титаном
Мы решили вынести отдельным пунктом одно из важных применений 3D-печати, которое постепенно получает распространение и в Украине. 3D печать титаном может сыграть значительную роль в создании индивидуальных протезов и имплантатов. Таким образом значительно упрощается процесс проведения операции и уменьшается риск послеоперационных осложнений. Мы предлагаем 3D печать титаном на по индивидуальным данным пациента. Есть возможность моделирования необходимого изделия на основе данных КТ. Более подробную информацию о проведении подобного проекта читайте в этой статье. 3D печать титаном – это новый шаг в медицине, который может значительно упростить весь процесс лечения.
3D медицина
Вероятно, наибольшее влияние на нашу жизнь может оказать именно в медицине. Медицина не стоит на месте, постоянно совершенствуется и развивается. Уже сегодня в этой сфере разрабатываются чрезвычайно перспективные методики, способные полностью перевернуть мир. В основном, это достижения в сфере – потенциально успешной технологии, позволяющей создавать живые ткани, кости и , идентичные человеческим. Но 3D печать в медицине не ограничивается лишь таким применением. На текущий момент доступны и более реальные возможности, которые уже широко применяются по всему миру.
3D технологии в медицине
Хотим напомнить, что в нашем магазине представлен большой выбор 3Д сканеров, и 3Д принтеров. Кроме того, у нас заказывают:
➤3Д печать;
➤3Д сканирование;
➤Создание изделия по чертежам;
➤3Д моделирование;
➤Разработку 3Д модели по образцу;
➤3Д проектирование;
➤Разработку 3Д модели по фото;
➤Восстановление поврежденных изделий;
➤Изготовление изделия по описанию;
➤ и покраску готовых изделий;
➤ ;
➤Макетирование.
Примеры работ
Одной из самых успешных областей медицины для 3D печати, пожалуй, можно назвать протезирование. Ведь при нынешних возможностях, люди стали получать разительно более дешевые и в то же время более качественные протезы практически всех костей в человеческом организме.
Кроме этого, в будущем, нас наверняка ждет колоссальный прорыв в трансплантологии. Над этим прорывом работает целая отрасль, именуемая 3D-биопечатью. Суть биопечати в том, чтобы в буквальном смысле изготавливать человеческие органы на специально разработанных 3D принтерах. Звучит такая перспектива, скажем прямо, как нечто из научной фантастики. Однако уже сегодня в этой сфере есть немало побед. Так, например, нам известно, что в ряду достижений ученых числится успешно вживленная в тело мыши распечатанная печень! По словам экспертов, в перспективе примерно 10-ти лет, мы сможем проводить аналогичные операции, но уже с людьми.
Что же до людей, которые как известный всем Фома не могут поверить до тех пор, пока не пощупают, можно привести в пример стоматологию. Уже сегодня, мы имеем повсеместное внедрение 3D печати в эту область медицины. Мудрые стоматологи по всему миру уже смекнули, что зубные протезы, распечатанные на 3D принтере, проще в изготовлении и имеют более точные параметры, нежели протезы произведенные вручную.
Словом, количество и качество достижений и перспектив, которые привнесла 3D печать в медицину, дает нам полное право говорить о том, что аддитивное производство - это новая веха в научно-технологической жизни человечества, ведь не каждая технология может похвастаться тем, что она спасает жизни людей.
Печать органов на 3d принтере открывает новые возможности
Особого внимания заслуживают возможности в сфере протезирования и создания экзоскелетов. Эти технологии имеют ряд неоспоримых преимуществ:- Изготовление занимает совсем немного времени благодаря специальным программам (например, Mimics, SurgiCase, SimPlant или других, используемых в медицине).
- Стоимость на несколько порядков ниже, чем при использовании обычных технологий.
- Учет индивидуальных характеристик и потребностей конкретного пациента обеспечивает комфорт, а значит, больше не нужно «подтачивать» уникальную ткань под стандартную заготовку.
Увы, на современном этапе напечатанные органы не воссоздают поврежденный оригинал, но способны функционально его заменить. Например, искусственные сердечные клапаны, суставы, зубы, слуховые аппараты и элементы конечностей с успехом выполняют функции имплантатов.
Последним же ноу-хау является печать органов на 3d принтере, при которой используется биоматериал вместо пластика или смол.
На данный момент разработаны две методики: печатать органы живыми клетками, заполняя окружающее пространство специальным коллагеновым гелем, или же помещать клетки на поверхности (или внутри) напечатанной принтером пластиковой формы. Первый способ позволил вырастить ткань кожи, второй - живую печень и почку, которые планируют использовать для экспериментов.
По подсчетам ученых, до времени, когда можно будет свободно распечатывать органы на 3d принтере, осталось лет 10.
Технология 3D-печати появилась благодаря открытию американского изобретателя Чарльза Халла в 1983 году и постепенно распространилась по всем сферам производства.
Применять технологию в мировом здравоохранении начали с 2000-х годов. С тех пор использование трехмерной печати в медицинских целях значительно эволюционировало. Что же произошло за эти 30 лет в индустрии, какие изменения заставили ученых поверить в разрешение сложнейших вопросов медицины?
5 прорывных шагов в развитии 3D-печати
С тех пор мы регулярно встречаем новости об успешных операциях по вживлению имлантатов или трансплантации костей и суставов, напечатанных на 3D-принтере. Сообщения о совместном успехе ученых, докторов и инженеров приходят из Китая, США, стран Европы.
Как развиваются технологии в России?
- Нижегородские врачи приволжского федерального медицинского исследовательского центра (ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России) в 2016 году провели две успешные операции по вживлению протезов тазобедренных суставов, напечатанных на 3D-принтере.
- Специалисты лаборатории Томского государственного университета изобрели вариант костной ткани на основе фосфора и кальция. Ученые предположили, что созданная из костей животных ткань, а, следовательно, биосовместимая с человеческим организмом, способна со временем заменить титановые имплантаты.
- В клинике при Санкт-Петербургском государственном педиатрическом медицинском университете успешно проводят операции с применением смоделированных органов для подготовки к вмешательству при пороках сердца. Теперь для спасения ребёнка вместо нескольких сложных операций понадобится одна - длительная, но менее рискованная.
Продумываем доступ правильный, как выбрать тактику необходимую для данной операции, выбрать тип операции. Потому что при сложных врождённых пороках сердца с непростой гемодинамикой детали имеют колоссальное значение. И правильный подход к операции будет иметь либо положительный, либо отрицательный результат. Евгений Кулемин, кардиохирург
Что такое 3D-печать?
Трехмерная печать, или аддитивные технологии, - способ производства, в котором цельные трехмерные объекты создаются путем последовательного послойного нанесения материалов. Используются пластик, металл, керамика, порошок, жидкости и даже живые клетки.
Аддитивное производство - противоположность субтрактивному производству и традиционным методам, фрезеровке и резке, где облик изделия формируется за счет удаления лишнего, а не послойного соединения материалов.
Этапы создания 3D-объекта:
- Моделирование объекта в компьютерной программе
- Печать
- Пост-обработка
3 преимущества технологии:
Скорость печати, высокая точность и построение объекта в желаемой геометрической форме.
Создание сложных и анатомически точных медицинских структур и воплощение в трехмерные осязаемые объекты стало возможно благодаря переводу данных двухмерных радиографических изображений, таких как рентгеновские снимки, МРТ (магнитно-резонансная томография) или КТ-снимки (компьютерная томография) в цифровые файлы и дальнейшему преобразованию виртуальной модели в цельное трехмерное изделие.
Чем 3D-печать полезна медицине?
За 16 лет применения 3D-печати в медицине врачи во всем мире провели сотни успешных операций, а ученые продолжают исследовать возможности технологии. Западные исследователи назвали 2016 год переломным для аддитивного производства в медицине. Об открытиях, примерах и возможных вариантах использования технологии 3D-печати в здравоохранении мы продолжим рассказывать в разделе
Сегодня мы бы хотели рассказать о перспективных технологиях 3D печати в медицине.
В настоящее время широко известны применения технологии 3D печати в таких областях медицины, как или .
Однако, давайте заглянем в те области, которые только начинают осваиваться энтузиастами, и посмотрим как двигается дело в различных странах:
Так, например, немецкие ученые разработали печать костных хрящей, для людей, получивших травмы. Они могут сделать имплант для носа, ушей или коленных чашечек. Как утверждает профессор Матти Кести (Matti Kesti), эта революционная технология поможет многим людям, и значительно снизит потребность в использовании доноров.
Доклинические испытания на животных начнутся в ближайшее время, и врачи очень надеются что эта 3D технология очень поможет многим жертвам, получившим тяжелые травмы.
Но не только хрящи печатают на принтерах. Китайские ученые успешно совместили технологию 3D биопечати с имплантацией. Совсем недавно в военной больнице в Сиане успешно напечатали ортопедическую кость для кролика. Как поясняют ученые, костные дефекты, вызванные тяжелыми травмами или даже опухолями создают большие проблемы для врачей-ортопедов. В настоящее время, нет безопасных и эффективных методов лечения, хотя технология 3D печать может существенно помочь.
Разработка одинаковых биомиметических искусственных костных структур, которые разделяют все физические и химические характеристики кости может обеспечить простое решение для трансплантации. В качестве изначальных испытаниях на животных, использование 3D печати было настолько успешным, что ожидается, что подобные 3D импланты могут быть сделаны для людей с дефектами костей в ближайшем будущем.
А вот итальянские ученые из студии МНОХ недавно опубликовали исследование, в котором они предполагают, что их технология поможет заменить людям глаза. С помощью сложнейших печатных технологий создается искусственная сеть зрительных нервов.
Эта технология поможет обрести зрение тем людям, для которых слепота казалась неизлечимым приговором, а также тем, кто страдает неизлечимыми заболеваниями глаз.
Исследователи из МНОХ придумали уже несколько проектов, связанных с 3D печатью глазных яблок, которые они собираются осуществить к 2027 году.
В конце октября прошлого года, ученые Первого МГМУ им. И.М. Сеченова анонсировали проект, включающий в себя печать щитовидной железы и протестировать ее на живом организме - мыши. Необходимые элементы для печати - тканевые сфероиды - ученые получают методом последовательной обработки клеток из ткани пациента. Далее создается трехмерная модель органа, конвертируется в специальный файл и передается на 3D-принтер, печатающий клетками.
К сожалению, у нас не получилось собрать гарантированно - проверенную информацию о судьбе проекта, но вот что мы нашли: "в апреле 2015 года, в российской лаборатории биотехнологических исследований 3Д Биопринтинг Солюшенс, резиденте БМТ кластера Фонда «Сколково» напечатан органный конструкт щитовидной железы мыши. Если напечатанная железа приживется у мыши, это станет научным прорывом в 3D печати органов".
Мы в компании IGo3d Russia , внимательно следим за развитием событий во многих отраслях применения 3D печати и искренне радуемся, что в России, не смотря на высокий уровень "закрытости информации" прослеживаются интересные и перспективные разработки, на уровне мировых.
Привет, Хабр!
3D печать потихоньку проникает в нашу жизнь, как это когда-то было с мобильными телефонами и еще раньше - с компьютерами. Сейчас мы, правда, гораздо меньше удивляемся каким-то новинкам в области IT. Вы еще наверняка не забыли ту новость, в которой рассказывалось о напечатанном на 3D-принтере позвонке, имплантированном в живого человека. Все ближе то время, когда части тел и органы можно будет в буквальном смысле напечатать.
Новые возможности открывают и новые требования к специалистам.
«Внешнее» протезирование я специально не стал затрагивать, так как это отдельная и очень сложная тема.
Стоматология
В 2012 году состоялась первая операция по вживлению импланта нижней челюсти, напечатанного на 3D принтере. Материал - титан. Исполнитель - компания LayerWise.Этим летом еще два «счастливчика» стали обладателями новых нижних челюстей. Один из них лишился челюсти из-за опухоли, а второй сломал ее. Видимо, очень сильно, так что собрать не смогли.
Это хирурги-стоматологи из больницы Кимберли.
Технология 3D печати в стоматологии используется аж с 1999 года. Пионер этой области - компания Align Technology, начавшая производство и продажу кап для зубов как альтернативы брекетам.
Позвоночник
Проблемы с межпозвоночными дисками - вещь достаточно распространенная. Недавно и я с ней столкнулся: у меня, как утверждает невролог, один из шейных позвонков скошен, то есть каким-то образом он «стесался» и стоит неправильно. Результат занятий спортом. Но Плющенко ведь как-то продолжает кататься с искусственным позвонком - и живой.Венец разработок в этой области - недавняя операция пекинских ученых на позвоночнике 12-летнего мальчика со злокачественной опухолью спинного мозга. Материал, из которого сделали позвонок - пористый, потому менять позвонок, как считают ученые, не придется: он попросту обрастет костной тканью, то есть станет неотъемлемой частью тела.
Единственный минус, кроме кучи плюсов: чуть дольше пройдет реабилитация, нежели при использовании традиционных материалов.
Череп
С помощью объемной печати 75% черепа пациента были заменены . Неплохой показатель. Эта операция прошла 4 марта 2013 года в США, сделана она была после двухнедельной работы с отсканированной моделью черепа пациента. Результат повторяет мельчайшие подробности формы.По утверждению Oxford Performance Materials, от 300 до 500 человек в США ежемесячно могут стать пациентами, которым требуются подобные операции. К ним относятся жертвы дорожно-транспортных происшествий, военнослужащие и онкологические пациенты с опухолью в черепе.
Другие кости
Почему 3D печать с точки зрения протезирования костей настолько эффективна?1) Скорость. Использование традиционных технологий литья протезов - процесс долгий.
2) Легкость. Вес, кстати, можно регулировать, изменяя пористость титанового протеза.
3) Пористость. Именно это качество позволяет протезу быстрее «обрастать» живыми тканями.
В этом июне прошли несколько операций в том же Китае, в которых пациентам имплантировали ключицу, лопатку и правую подвздошную кость таза. Показания к операции - раковые опухоли.
Это напечатанный на принтере протез лопатки.
А здесь в руках врачей мы видим не протез, а 3D модель таза. Имея перед глазами такую модель, врачи смогли быстрее и эффективнее работать во время операции.
Суставы
В начале этого года в США появился первый человек, которому имплантировали коленный сустав, напечатанный на 3D принтере.Чем это лучше обычных имплантов? Суть кроется в «мелочах»: обычно для протезирования коленного сустава подбирается протез, после чего кость обтачивается, чтобы подойти к нему. В случае же с печатью разработчики взяли результаты компьютерной томографии и сделали сустав, который максимально естественно подойдет этому пациенту.
Занималась этой работой компаний Conformis. По словам Майка Майерса, который теперь нормально ходит и даже играет в гольф, а не останавливается через каждый квартал, он инородного тела в организме не ощущает.
Еще одно важное отличие такого типа суставов от классических стальных и пластиковых: «классику» через 10-20 лет придется менять.
В Британии в этом году была проведена операция по замене тазобедренного сустава напечатанным. 71-летнюю бабушку подняли на ноги. Материал - снова титановый порошок.
Ушная раковина
И это не просто раковина, а настоящее бионическое ухо. Только к человеку его пока не пришили.Это устройство, выполненное с участием живых клеток человека, содержит индуктивную радиоантенну. Это пока концепт, над которым еще будут работать. Создан он для опробации использования наноэлектроники в 3D печати.
Печень
Для исследований лекарств в 2013 году ученые смогли напечатать на 3D принтере ткани печени. В качестве материала использовали гепатоциты, звездчатые клетки и клетки эпителия, выстилающего кровеносные сосуды.
Процесс биопечати.
Основная на данный момент проблема использования 3D печати в протезировании органов - это кровоснабжение. Ведь каждая клетка в тканях находится рядом с капиллярами. Пока эту проблему ученые не решили.
Ортопедические изделия
Идея на поверхности: напечатать ортопедические стельки на 3D принтере после сканирования становится очень легко и быстро.
Помощь во время операций
Имея перед глазами объемную 3D модель, хирургам будет гораздо проще ориентироваться внутри живого человека во время операции.Тем более, когда операция проходит на маленькой девочке, чья раковая опухоль признана неоперабельной. Опухоль двенадцатилетней девочки, чьи модели мы видим на этих изображениях, находилась слишком близко к позвоночнику, а также была окружена здоровыми тканями, органами, венами и артериями. Эта опаснейшая операция прошла успешно, потому что врачи использовали эту распечатанную 3D модель и тщательно спланировали операцию с ее помощью.
Также сейчас собирают библиотеку 3D макетов сердец со всего мира. Распечатанное сердце также помогает врачам планировать операцию, ведь одно дело - видеть результаты сканирования, а другое - держать их в руках в натуральную величину.
3D печать в области медицины еще не раскрыла весь свой потенциал. Многие уверены, что на подходе - печать органов в реальном времени. Возможно, до этого осталось лет 10-12. Так врачи не будут ждать, когда донор попадет в аварию, оставив после себя сердце: врачи просто возьмут необходимые анализы и напечатают нужный орган.
История объемной печати с 1980-х годов ведет нас к этой возможности. И тут же создаются новые рабочие места и возможности для ведения бизнеса: компании, цель которых - помощь хирургам в проведении операций, разработка и создание новых видов протезов и исследование материалов, а также тестирование лекарств и создание для этого тканей методом биопечати.
Новые возможности и тренды рождают новые требования к специалистам. Так появляется профессия «био-архитекторы» в области 3D печати.
Органы у каждого человека далеко не одинаковые, а травматизм при пересадке можно снизить за счет подгонки размеров и уникальных особенностей нового органа. Если мы можем напечатать новый орган, то мы же можем использовать в нем все лучшие особенности старого органа, но при этом исправить недочеты. Получается нам нужен специалист, который отлично знает медицину, анатомию, умеет работать с 3D моделями, понимает 3D печать и способен буквально доработать новый печатаемый орган.