3D drukāšana ir gatava ķerties pie plastmasas ķermeņa implantiem

Pēc tam, kad pagājušā gada nogalē 40 gadus veca sieviete Zviedrijā guva smagu galvas traumu, un viņa saņēma 3D drukātu implantu, kas izgatavots no plastmasas ar nosaukumu PEEK, lai salabotu viņas galvaskausu.

Tā bija pirmā reize, kad slimnīca uz vietas izstrādāja un 3D izdrukāja šāda veida implantu, un tas varētu būt pagrieziena punkts 3D drukāšanai medicīniskajā aprūpē.

"Cik mēs zinām, mēs esam pirmie pasaulē, kas pilnībā izgatavo 3D implantus slimnīcā, kas nozīmē, ka implanti jau no paša sākuma būs labāk pielāgoti pacientiem," saka Einārs Heibergs Brandts, klīniskās fizioloģijas medicīnas inženieris. Skones universitātes slimnīcā, Zviedrijā. "Tas novedīs pie ātrākām operācijām un mazākām komplikācijām."

Nozares eksperti piekrīt, ka 3D drukāšana slimnīcā joprojām ir agrīnā stadijā, taču tā ir daudzsološa. Lai gan 3D drukāšana veselības aprūpē ir izmantota vairāk nekā desmit gadus, lai ražotu titāna un nerūsējošā tērauda implantus, PEEK plastmasa paplašina iespējas tehnoloģijai pārvietoties no medicīnas ierīču ražotāju veikaliem un izmantot laboratorijas slimnīcās un klīnikās visā pasaulē.

Faktiski medicīnas iestādes ir plašs jauns 3D drukāšanas tirgus. 3D drukas nozares veselības aprūpes segments, kurā ietilpst zobārstniecības un 3D drukas farmaceitiskie izstrādājumi, pašlaik tiek novērtēts gandrīz 3 miljardu ASV dolāru vērtībā.

3D druka slimnīcās

Iestādēs, piemēram, Mayo klīnikā Minē un VA slimnīcās visā valstī, ir plašas 3D drukas laboratorijas. Darbs tur pārsvarā tiek drukāts uz pacienta 3D medicīnas modeļi, ķirurģiskie mācību instrumenti un ortopēdiskās breketes. Tomēr ne pārāk tālā nākotnē šīs slimnīcas var 3D drukāt pacientam raksturīgus implantus ar PEEK visu veidu operācijām.

3D printera un PEEK kvēldiega izmantošana slimnīcām sniedz garu priekšrocību sarakstu, vienlaikus saglabājot ievērojamus šķēršļus. Šo metodi, salīdzinot ar tradicionālajiem medicīnas ierīču izgatavošanas veidiem, proti, apstrādi un iesmidzināšanu, var veikt uz vietas aprūpes vietā. Tas nozīmē ātrākus implantus, zemākas izmaksas un ciešāku koordināciju starp ķirurgu un tehniķiem, kas ražo implantu.

Izmantojot pacienta datus no skenēšanas un rentgena stariem, slimnīcas var 3D izdrukāt pielāgotu implantu, kas precīzi iekļaujas defekta vietā.

Pētījumi liecina, ka pacientam specifiski implanti saīsina operācijas laiku, samazina infekcijas risku, nodrošina labākus rezultātus un ievērojami samazina slimnīcas uzturēšanās ilgumu. Implantu 3D drukāšana pēc vajadzības arī atbrīvo slimnīcu no dārgu implantu inventāra uzskaites.

Lai gan no šodienas FDA apstiprinātajās slimnīcās nav ražoti 3D drukāti PEEK implanti, kas drīzumā var mainīties.

Vācijas jaunuzņēmums, kas specializējas 3D drukātos PEEK galvaskausa implantos, Kumovis, saka, ka tas pabeidz pēdējos šķēršļus FDA apstiprināšanas procesā.

"Ir liela satraukums par 3D drukāšanu uz vietas slimnīcās un projektiem, kas virza ražošanu aprūpes punktā un parāda, kas ir iespējams," saka Mirjama Hērsta, Kumovis līdzdibinātāja un izpilddirektore.

Dienvidkarolīnas bāze 3D Systems, viens no vecākajiem un lielākajiem 3D printeru ražotājiem pasaulē, nesen paziņoja par plāniem iegādāties Kumovis, lai paplašinātos no plkst. metāla implanti uz PEEK implantiem aprūpes vietā.

"Tā kā [3D drukāšanas] tehnoloģija kļūst arvien lietotājam draudzīgāka medicīnas speciālistiem, vairāk slimnīcu varēs ieviest visaptverošus risinājumus personalizētai ķirurģijai," saka Gautams Gupta, viceprezidents un 3D Systems medicīnas ierīču prakses ģenerāldirektors. "Tas izjauks esošos veselības aprūpes modeļus, uzlabos aprūpes kvalitāti un, galvenais, izglābs vairāk dzīvību."

Kumovis iegāde lieliski iekļaujas 3D Systems izveidotajā veselības aprūpes biznesā un pievieno jaunu uzmanību medicīnisko implantu ražošanas decentralizācijai.

"Ražošanas pārcelšana uz slimnīcām radīs izmaiņas attiecībā uz implantu pieejamību," saka Haersts.

Tomēr, lai slimnīcas kļūtu par ražotājiem, ir nepieciešams tehniskais un inženiertehniskais personāls, regulējošie procesi, kā arī aprīkojums. To varētu pārvaldīt uz vietas, noslēdzot pašreizējo medicīnas ierīču ražotāju sadarbības līgumu, saka Haersts.

PEEK Plastic vs. Titanium for Implants

PEEK jau gadiem ilgi ir saņēmis FDA apstiprinājumu kā implantu materiālu, kad tas tika apstrādāts, bet vēl ne 3D drukāšanas laikā. Lai gan PEEK tiek izmantots daudzos mūsdienu tirgū pieejamos implantos, sākot no mugurkaula sprostiem līdz potīšu locītavām, 3D drukātajam PEEK joprojām ir jāpierāda, ka tam ir tādas pašas svara nestspējas un nodiluma īpašības kā frēzētajam vai veidotajam PEEK.

Kopumā šim bioloģiski saderīgajam materiālam ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar nerūsējošo tēraudu un titānu: tas ir viegls, ultraskaņas caurlaidīgs un praktiski neredzams CT un MRI skenēšanai, kas nodrošina labāku pēcoperācijas uzraudzību.

Gadu gaitā 3D drukātais titāns ir ieguvis reputāciju, pateicoties labākai kaulu integrācijai, un katru gadu lielākie ražotāji, piemēram, Stryker, 3D izdrukā tūkstošiem locītavu un mugurkaula implantu. Taču PEEK ir mainījies, saka Marks Knēbels, medicīnas sistēmu vadītājs Evoniks, kas ražo PEEK 3D drukāšanai, kā arī iesmidzināšanai un frēzēšanai.

"Šodien PEEK var izstrādāt ar piedevām, lai iegūtu jaunas funkcijas, piemēram, labāku osteointegrāciju," saka Knēbels. “Mēs jau strādājam ar dažām slimnīcām pie [3D drukātiem implantiem]. Pirmie darbosies tuvāko piecu gadu laikā.

3D drukāšanas laboratorija, kas atrodas blakus operāciju telpai un ir gatava nekavējoties izlaist individuālus implantus, kas izstrādāti no pacienta datiem, joprojām ir tālu. Joprojām pastāv regulējoši šķēršļi, joprojām notiek klīniskie pētījumi, un slimnīcu dalības palielināšana prasīs laiku. Tomēr tas, ko mēs šodien redzam, ir novatori, kas sper pirmos soļus.