3Д в медицине: 3D-технологии в медицине — хирургия и стоматология

3D-технологии в медицине — хирургия и стоматология

3D-технологии в медицине — хирургия и стоматология

3D‑технологии совершили настоящую революцию в медицине. С помощью 3D‑моделирования, 3D‑сканирования и 3D‑печати стало возможным создавать медицинские изделия, максимально адаптированные под индивидуальные особенности человека.

3D‑сканеры и 3D‑принтеры в хирургии и стоматологии сегодня – обычная практика. Новые технологии дают возможность изготавливать макеты органов и костей, создавать 3D‑модели и выполнять высокоточную печать на 3D‑принтере протезов, имплантатов, хирургических шаблонов, ортопедических стелек и других изделий. Благодаря этим инновациям удается повысить надежность продукции, сэкономить время, снизить производственные расходы и стоимость конечных изделий, а главное – улучшить жизнь пациентов. 

Мы предлагаем передовые решения, которые помогут оптимизировать производственный процесс в медицинских учреждениях и стоматологических лабораториях. Среди них – 3D-принтеры по металлу HBD и фотополимерные установки RAYSHAPE. 

Узнайте подробнее о реальных примерах использования 3D-технологий в медицине.

Компания iQB Technologies является официальным членом Ассоциации специалистов по 3D-печати в медицине и Ассоциации развития медицинских информационных технологий (АРМИТ)

Производственные задачи

Литейные процессы

Прямое производство конечного продукта и оснастки

3D-прототипирование

Обратное проектирование (реверс‑инжиниринг)

Контроль геометрии

Создание цифровых архивов

Проектирование с целью оптимизации геометрии деталей

Научно-исследовательская работа и образовательные задачи

Оборудование и ПО

• 3D-принтер HBD 150/150D

  Стоматологический SLM-принтер с бесконтактной системой очистки

• 3D‑принтер HBD 200/350

  Высокоэффективные SLM‑принтеры с двумя лазерами и герметичной системой очистки

• 3D-принтер HBD E500

  Промышленный SLM‑принтер для непрерывного массового производства изделий до 520 мм

• 3D-принтер HBD 1000

  Промышленный SLM‑принтер для непрерывного массового производства изделий до 1000 мм

• 3D-принтер HBD 1200/1500

  Промышленный SLM‑принтер для непрерывного массового производства изделий до 1500 мм

• Программный продукт Materialise Mimics Base

  Создание анатомически точных медицинских 3D‑моделей

• Программный продукт Materialise Mimics Innovation Suite (MIS)

  Анатомическое проектирование в медицине и НИОКР

• 3D‑принтер ProtoFab SLA450 DLC

  Точная печать небольших изделий до 450 × 450 × 300 мм

• 3D-принтер ProtoFab SLA600 DLC

  Создание прототипов, оснастки и выжигаемых моделей для литья

• 3D‑принтер Super Discovery 3D Printer Hybrid

  Одновременная печать деталей до 1,1 м гранулами и филаментами
  

• 3D‑принтер Sharebot Cassini

  Создание объектов высотой до 40 см из фотополимера
  

• 3D‑принтер SLM 280 Production Series

  Промышленная установка с «вечным» фильтром для самых требовательных отраслей
  

• 3D‑принтер SLM 500

  Печать сложных металлических деталей до 500 × 280 × 365 мм

• 3D‑принтер SLM 800

  Металлическая 3D‑печать и постобработка изделий размером до 500 × 280 × 850 мм

• 3D‑принтер Sharebot VIKING

  Фотополимерный принтер для любой отрасли промышленности

• 3D‑принтер Sharebot BIG

  LCD‑печать крупных фотополимерных изделий до 470 х 240 х 340 мм

• 3D‑принтер ProtoFab SLA100 DLC

  Компактное и бюджетное решение для 3D‑печати мелких изделий

• 3D‑принтер ProtoFab SLA200 DLC

  Фотополимерный принтер для НИОКР и медицины

• 3D‑принтер ProtoFab SLA300 DLC

  Высокая точность печати небольших изделий до 300 × 300 × 300 мм

• 3D‑принтер ProtoFab SLA800 DLC

  Печать промышленных изделий со сложной геометрией

• 3D‑принтер ProtoFab SLA1100 DLC

  Создание изделий размером до 1,1 м с высокой скоростью до 350 г/ч

• 3D‑принтер SLM 125

  Точный и компактный инструмент для металлической 3D‑печати

• 3D‑принтер SLM 280 2.

  0

  Надежное производство полнофункциональных изделий из металла

• 3D‑принтер Sharebot MetalOne

  Исследования металлических порошков и 3D‑печать деталей из металла

• 3D-сканер Solutionix C500

  Точный сканер с двумя 5‑мегапиксельными камерами

• 3D-сканер Solutionix D500

  Недорогое устройство для сканирования мелких деталей

• 3D-сканер Solutionix D700

  Сложные измерения небольших объектов с разрешением до 29 мкм

• 3D-сканер peel 2 CAD‑S

  Комплексное решение для реверс‑инжиниринга объектов до 50 см

• Программный продукт Build Processor EOS Plastics

  Модуль для контроля процесса 3D‑печати и повторяемости

• Программный продукт Materialise Magics Slice Module

  Ускоренное разделение 3D‑модели на слои

• Программный продукт Geomagic Design X

  Комплексное решение для реверс‑инжиниринга на основе данных 3D‑сканирования

• Программный продукт Geomagic Control X

  Мощный софт для контроля геометрии

• Программный продукт Geomagic Wrap

  Быстрое и точное моделирование и обработка моделей при 3D‑сканировании

• Программный продукт Geomagic for SolidWorks

  Работа с данными 3D‑сканирования напрямую в среде SOLIDWORKS

• Программный продукт Geomagic для образовательных учреждений

  Готовый комплект программ для обратного проектирования и контроля качества

• Программный продукт Creaform VXelements

  Удобная платформа для обработки данных 3D‑сканирования

• Программный продукт Creaform VXmodel

  Быстрая доработка данных сканирования для 3D‑печати

• Программный продукт Creaform VXinspect и VXinspect|Elite

  Контроль качества изделий на основе 3D‑сканирования

• 3D-принтер FlashForge WaxJet 400 и 410

  Крупноформатное решение для печати воском

• 3D-принтер 3DLAM Mini

  Лучший выбор для 3D‑печати небольших металлических изделий

• 3D-принтер 3DLAM Maxi

  Печать крупных деталей высотой до 400 мм

• 3D-принтер 3DLAM Mid

  Универсальный SLM‑принтер для многоцелевого использования

• 3D-сканер ZG AtlaScan

  Ручной сканер для реверс-инжиниринга, оцифровки объектов, аддитивного производства

• 3D-сканер ZG HyperScan

  Мощная система с интеллектуальным оптическим отслеживанием

• 3D-сканер ZG MarvelScan

  Первое в мире портативное решение для сканирования без меток и трекера

• 3D-сканер ZGScan 717

  Доступное лазерное сканирование в портативном формате

• 3D-сканер ZG RigelScan

  Высокоточные измерения изделий с темными и блестящими поверхностями

• Портативная КИМ ZG MarvelProbe

  Новый уровень портативности и гибкости для метрологических 3D‑измерений

• Фотограмметрия ZG PhotoShot Max

  Беспроводная система фотограмметрии для точных измерений

• Программный продукт VoxelDance Additive

  Доступное и многофункциональное ПО для подготовки моделей к 3D‑печати

• Программный продукт VoxelDance Tango

  Персональное решение для фотополимерной 3D‑печати

• 3D-принтер RAYSHAPE Shape 1+ и Shape 1+ HD

  Лучший выбор для 3D‑печати небольших изделий из фотополимеров

• 3D-принтер Wiiboox Light 280 Plus

  Монохромный 3D-принтер с разрешением 5К

• 3D-принтер Wiiboox Light 380

  LCD 3D-принтер с камерой построения 345 × 195 × 380 мм

• 3D-принтер Imprinta Hercules G6/G6 DUO

  Российский FDM-принтер для изготовления крупногабаритных деталей из инженерных полимеров

• 3D‑принтер ProtoFab PF-S300

  Доступный по цене SLS‑принтер

• 3D‑принтер ProtoFab PF-S350

  SLS‑принтер для быстрой печати

• 3D-принтер RAYSHAPE P400

  DLP-принтер промышленного класса для производства клеммных контактов

• Фотограмметрия ZG PhotoShot Pro

  Точное измерение крупных объектов

бесплатная консультация

Оставить заявку

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Какие задачи Вы хотите решить?

Консультация

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Сообщение

Запросить цену

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Запросить демонстрацию

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Выберите тип оборудования3D-сканер3D-принтер

Запросить демонстрацию

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Выберите тип оборудования3D-сканер3D-принтер

Получить брошюру

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

E-mail *

Заказать тестовое сканирование

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Сообщение

Запросить коммерческое предложение

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Сообщение

Заказать демоверсию ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Сообщение

Программный продукт

Magics RP

Import Module

Sinter Module

Structures Module

SG Module

Tree Support Module

SG+ Module

Simulation Module

Slice Module

Выберите из списка материал для 3D-печати *Фотополимер Металл

Программный продукт

Geomagic Design X

Geomagic Control X

Geomagic for SolidWorks

Geomagic Wrap

Задать вопрос

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Сообщение

Заказать тестовую печать

ФИО *

Должность *
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Сообщение

Оставить заявку на участие

ФИО *

Должность
Выберите должностьВладелец бизнесаГлавный бухгалтерГлавный инженерГлавный конструкторГлавный металлургГлавный метрологГлавный технологГосслужащийДизайнерДиректорДиректор по маркетингуЖурналистЗаместитель главного инженераЗаместитель главного конструктораЗаместитель главного метрологаЗаместитель главного технологаЗаместитель директораЗаместитель начальникаИнженерИнженер-конструкторИнженер-металлургИнженер-проектировщикИнженер-технологКоммерческий директорМаркетологМедицинский работникМенеджер по продажамМетрологНаучный сотрудникНачальник производстваНачальник цехаПреподавательПрограммистСтудент/учащийсяТехнический директорФинансовый директорЭкономистЮвелир

Компания *

E-mail *

Телефон *

Подписка на блог

Подписка на новости

Произошла ошибка

Повторите попытку немного позже!

Обзор применения 3D-принтеров в медицине

Использование 3D-печати в медицине 

Источник: docwirenews. com

3D-печать применяется в медицине с начала 2000-х годов, когда эта технология впервые использовалась для изготовления зубных имплантатов. С тех пор применение 3D-печати в медицине значительно расширилось: врачи со всего мира описывают способы использования 3D-печати для производства ушей, деталей скелета, дыхательных путей, челюстной кости, частей глаза, клеточных культур, стволовых клеток, кровеносных сосудов и сосудистых сетей, тканей и органов, новых лекарственных форм и многого другого. 

Источник: zortrax.com

Использование файлов с моделями для 3D-печати дает возможность для обмена работами среди исследователей. Вместо того, чтобы пытаться воспроизвести параметры, описанные в научных журналах, врачи могут использовать и модифицировать готовые 3D-модели. С этой целью в 2014 году Национальные институты здравоохранения учредили биржу 3dprint.nih.gov, чтобы содействовать обмену 3D-моделями с открытым исходным кодом для медицинских и анатомических изделий, нестандартного оборудования и макетов белков, вирусов и бактерий.

Источник: 3dprint.com

Современное медицинское использование 3D-печати можно разделить на несколько широких категорий: изготовление тканей и органов, создание протезов, имплантатов и анатомических моделей, печать инструментов и фармацевтические исследования. 

Пять основных направлений использования 3D-печати в медицине

 Подготовка к операциям и обучение студентов

Источник: 3dprint.com

Учет индивидуальных различий и особенностей анатомии конкретного человеческого тела дают возможность использовать напечатанные 3D-модели для подготовки хирургических операций. Наличие у врача осязаемой модели органа конкретного пациента, сделанной например по результатам КТ (компьютерной томографии) для изучения или для имитации операции, существенно снижает риск врачебных ошибок.  

Источник: openbiomedical.org

Использование 3D-моделей для тренировки хирургов и студентов предпочтительнее, чем обучение на трупах, так как не создает проблем в отношении доступности и стоимости объектов. Трупам часто не хватает соответствующей патологии, поэтому они больше подходят для уроков по анатомии, чем для представления пациента с соответствующим изучаемой теме нарушением. С помощью 3D-печати можно создать модель любого органа с любой известной патологией.

Источник: ncbi.nlm.nih.gov

Нейроанатомические модели, напечатанные на 3D-принтере, могут быть особенно полезны для нейрохирургов, давая представление о самых сложных структурах в организме человека, которое принципиально невозможно получить, основываясь на двумерных изображениях.

Биопечать тканей и органов

Источник: hbr. org

Биопечать – один из многих видов 3D-печати, использующихся в области медицины. Вместо того, чтобы печатать с использованием пластика или металла, биопринтеры используют шприц-дозатор для нанесения биочернил (слоев живых клеток или структурирующей основы для них) при создании искусственной живой ткани. Помимо использования в качестве альтернативы донорским тканям, такие тканевые конструкции или органоиды могут быть использованы для медицинских исследований. 

Источник: press.ginkgo3d.com

Хотя системы трехмерной биопечати могут быть лазерными, струйными или экструзионными, биопечать по струйной технологии является наиболее распространенной. Несколько печатающих головок можно использовать для размещения различных типов клеток (органоспецифичных, клеток кровеносных сосудов, мышечных тканей), что является основной задачей при изготовления гетероцеллюлярных тканей и органов. 3D-печать биологическими материалами может быть использована для регенерации тканей, а в перспективе и органов, непосредственно на пациенте.

Печать хирургических инструментов

Детали захвата Volt, Источник: bitegroup.nl

Современные хирурги стараются проводить операции с как можно меньшей травматичностью для пациента, поэтому для них очень часто требуется персонализированный инструмент. Использование 3D-печати позволяет создавать такие инструменты в течение нескольких часов. 

Визуализация модели захвата Volt, Источник: bitegroup.nl

Теперь врач может самостоятельно модифицировать готовую модель, придав ей необходимые размеры и форму для удобства и эффективности работы. Стоматологи теперь могут прямо при пациенте создать, например, индивидуальные направляющие, исключающие возможность повреждения здоровых зубов при протезировании. 

Про зажим Вольт, с фотографий выше, читайте далее в разделе “Примеры использования”.

А вот как создают инструменты при помощи 3D-печати металлом студенты Duke University в Дареме, Северная Каролина.

«Печать» лекарств

Источник: mdpi.com

Технологии 3D-печати уже используются в фармацевтических исследованиях и персонализированной медицине, сфера их применения постоянно расширяется. 3D-печать дает возможность точного контроля дозы препаратов и производства лекарственных форм со сложными профилями высвобождения медикаментов и пролонгированным действием. Теперь фармацевты могут анализировать фармакогенетический профиль пациента и другие характеристики, такие как возраст, вес или пол, чтобы определить оптимальную дозу лекарственных средств и последовательность их применения. При необходимости доза может быть скорректирована, в зависимости от клинического ответа. С помощью 3D-печати можно производить персонализированные лекарства в совершенно новых рецептурах, таких как таблетки, содержащие несколько активных ингредиентов либо в виде одной смеси, либо в виде сложных многослойных таблеток.

Протезирование и стоматология

Источник: eos.info

3D-печать успешно используется в медицине для изготовления сложных индивидуальных протезов или хирургических имплантатов. Имплантаты и протезы любой возможной геометрии могут быть изготовлены переводом рентгеновских, МРТ- или КТ-снимков в модели для 3D-печати с помощью специального программного обеспечения.

Быстрое изготовление нестандартных имплантатов и протезов решает насущную проблему в ортопедии, где стандартные имплантаты часто не подходят пациенту. Это верно и для нейрохирургии: черепа имеют индивидуальную форму, поэтому сложно стандартизировать черепной имплантат. Ранее хирургам приходилось использовать различный инструмент для модификации и подгонки имплантатов, иногда и прямо во время операции. Использование 3D-принтеров делает эту процедуру ненужной. Аддитивные технологии особенно востребованы, когда необходимо срочное изготовление имплантатов.

Настоящая революция в стоматологии произошла с появлением 3D-технологий. 

Источник: hypowerfuel.com

Во-первых, стало возможно полное и точное трехмерное сканирование полости рта. Во-вторых, использование 3D-печати дало возможность создавать протезы, абсолютно точно соответствующие анатомии пациента, без необходимости долгой и малоприятной подгонки. Радикальное уменьшение доли ручного труда при изготовлении протезов или виниров позволило уменьшить требуемые допуски при производстве, расширить перечень используемых материалов и увеличить удовлетворенность пациентов от результатов работы врача. 

Примеры использования

Печать модели сердца четырехлетнего пациента, 3D-принтер Zortrax M200

На фото: модель сердца в собранном виде. Источник: zortrax.com

В Медицинском университете Гданьска (Польша) для подготовки к проведению операции по лечению сложного врожденного порока сердца (тетрады Фалло – неправильной работе сердечного клапана легочной артерии) у четырехлетнего пациента, специалистами Кафедры детской кардиологии и врожденных пороков сердца, совместно с коллегами с Кафедры кардиохирургии и радиологии, был использован 3D-принтер Zortrax M200.

На фото: искусственный клапан легочной артерии. Источник: zortrax.com

Современный метод лечения заключается во введении через бедренную вену катетера, через который к сердцу подается искусственный клапан для имплантации. Это очень сложная операция, требующая от врача детального знания индивидуальных особенностей анатомии пациента.  

На фото: модель сердца во время печати. Источник: zortrax.com

До сих пор врачи могли полагаться только на 3D-модель на экране компьютера, созданную на основе КТ- и МРТ-снимков, а такой реконструкции не всегда хватает для получения полного представления о реальном органе и возможных сложностях. 

Источник: zortrax.com

Наличие высокодетализированной осязаемой модели живого органа пациента во время подготовки к операции может иметь решающее значение для ее успеха. Даже опытные хирурги оценили потенциал новой технологии. Раньше было трудно заметить индивидуальные особенности и деформации, теперь это стало ощутимым и доступным для более тщательного изучения.

Модель была напечатана в течение 24 часов. Материал Z-ULTRAT был использован для печати сердца, и материал Z-GLASS — для печати сосудов. После успешно проведенной операции, модель была передана Университету для обучения студентов.

Искусственные роговицы, изготовленные на 3D-биопринтере Nano master SMP-III

Источник: europepmc.org

В Южной Корее около 2000 пациентов ожидают донорства роговицы, а время ожидания операции составляет в среднем шесть лет. Для пациентов, которые не могут найти подходящего донора, есть возможность имплантировать искусственные роговицы, состоящие из рекомбинантного коллагена и синтетических полимеров. К сожалению, они часто не приживаются и не являются полностью прозрачными. Это связано с особой структурой роговицы в виде решетчатых коллагеновых фибрилл, которую до сих пор не удавалось воспроизвести. Группа исследователей из Университета науки и технологий Пхохана и Школы медицины Национального университета Кунгпука в Южной Корее разработала метод 3D-печати искусственной роговицы с использованием тканевого материала пациента. 

Источник: ithl.co.kr

Для печати использовался 3D-биопринтер с системой микроэкструзии Nano master SMP-III, Musashi Engineering, Tokyo, Japan, со следующими параметрами:

• скорость печати 130мм/мин;

• скорость экструзии 0,0024 мм/с;

• диаметр сопла 0,29 мм;

• температура печати 4 °C.

Напечатанная и заполненная биоматериалом роговица затем четыре недели культивировалась в инкубаторе при температуре 37 °C.

Источник: europepmc.org

Искусственная роговица, напечатанная на 3D-принтере и изготовленная из децеллюляризованной стромы роговицы и стволовых клеток пациента, может полностью заменить донорскую роговицу в хирургии глаза. Поскольку такая роговица состоит из материалов, полученных из тканей самого пациента, она полностью совместима. Технология клеточной 3D-печати воспроизводит естественную микросреду глаза, что позволяет добиться прозрачности, аналогичной таковой у человеческой роговицы.

Профессор Университета науки и технологий Пхохана Джина Джанг сказала: 

«Мы уверены, что эта технология вернет зрение многим пациентам, страдающим заболеваниями роговицы».

Институт регенеративной медицины Уэйк Фореста, мобильный 3D-принтер для лечения обширных ран

Источник: 3dnatives. com

Традиционный метод лечения обширных ожогов — пересадка кожи, при которой здоровая кожа с наименее пострадавших частей тела пациента пересаживается на место поврежденной. Помимо того, что этот метод дополнительно травматичен для пострадавшего, в некоторых случаях на теле может вообще не остаться здоровой кожи для использования. Медицинская школа Уэйк Форест разработала принтер, который может непосредственно на ране печатать клетки кожи, выращенные из тканей пациента.

Источник: 3dnatives.com

Ручной 3D-сканер ZScanner Z700 используется для определения размера и глубины раны. На основе этой информации 3D-принтер печатает подкожные, дермальные и эпидермальные клетки кожи на соответствующих глубинах, чтобы полностью покрыть рану.

Источник: 3dnatives.com

Система 3D-биопечати, разработанная учеными, состоит из перемещающейся по трем осям печатающей головки с восемью соплами диаметром 260 мкм с независимыми дозаторами. Специально для этого устройства исследователи создали биочернила, состоящие из аутологичных дермальных фибробластов и эпидермальных кератиноцитов в носителе из гидрогеля.

Биполярный хирургический зажим Volt для лапароскопических операций, компания Bite

Источник: bitegroup.nl

Volt — 3D-печатный биполярный лапароскопический зажим — миниатюрное устройство для зажимания и коагуляции (прижигания) сосудов и тканей, например — для остановки кровотечений при операции. Был создан для применения в малоинвазивной (щадящей) хирургии в 2016 году и успешно испытан на печени свиньи. 

Источник: bitegroup.nl

Дизайн устройства позволяет легко регулировать геометрию стержня и наконечника в зависимости от анатомии пациента и требований к операции. Маневренный хвостовик — ± 65 ° для боковых движений и ± 85 ° вверх и вниз. Жесткость при изгибе 4,0 Н/мм для соединения 1 и 4,4 Н/мм для соединения 2, что значительно выше, чем у ранее доступных управляемых инструментов. Наконечник состоит из двух 3D-печатных титановых подвижных губок с углом раскрытия до 170 °. Инструмент подключается к электрохирургическому аппарату Erbe и способен успешно коагулировать ткани температурой 75 °C, достигаемой за 5 с.

Заключение

Источник: intermercados.com.br

Применение аддитивных технологий в медицине настолько стремительно расширяется, что больше похоже на революцию в здравоохранении. Применение 3D-печати в медицине дает индивидуализацию медицинских изделий, лекарств и оборудования, повышает экономическую эффективность и производительности труда, сокращает время ожидания для пациентов и улучшает доступность медицинской помощи. 

Источник

Теги: 

Использование 3D-печати в медицине, изготовление зубных имплантатов, 3D-печать для производства ушей, модели напечатанные на 3D-принтере, Печать хирургических инструментов, «Печать» лекарств, Протезирование и стоматология, 3D-принтер Zortrax M20

3D-печать в медицине | О

Перейти к основному содержанию

Цели и область применения

3D-печать в медицине публикует инновации в области 3D-печати, влияющие на медицину. Авторы могут общаться и обмениваться файлами на стандартном языке тесселяции (STL) через журнал. В дополнение к публикации методов и испытаний, которые будут способствовать развитию медицины с помощью 3D-печати, журнал публикует статьи «как это сделать», чтобы обеспечить форум для перевода прикладной науки о визуализации.

Преимущества публикации с помощью BMC

Высокая наглядность

3D-печать в медицине Политика открытого доступа обеспечивает максимальную видимость статей, опубликованных в журнале, поскольку они доступны для широкой мировой аудитории.

Скорость публикации

3D-печать в медицине предлагает быстрый график публикации при сохранении строгой экспертной оценки; все статьи должны быть представлены онлайн, а рецензирование осуществляется полностью в электронном виде (статьи распространяются в формате PDF, который автоматически генерируется из отправленных файлов). Статьи будут опубликованы с их окончательным цитированием после принятия, как в полностью просматриваемой веб-форме, так и в формате PDF.

Гибкость

Публикация в Интернете в 3D-печать в медицине дает вам возможность публиковать большие наборы данных, большое количество цветных иллюстраций и движущихся изображений, отображать данные в форме, которая может быть считана непосредственно другими программными пакетами, чтобы позволить читателям самостоятельно манипулировать данными и создавать все соответствующие ссылки (например, на PubMed, на секвенирование и другие базы данных, а также на другие статьи).

Реклама и освещение в прессе

Статьи, опубликованные в разделе 3D-печать в медицине , включаются в оповещения о статьях и регулярные обновления по электронной почте. Некоторые из них могут быть выделены на страницах 3D-печати в медицине и на главной странице BMC.

Кроме того, статьи, опубликованные в разделе «3D-печать в медицине» , могут рекламироваться в пресс-релизах для общей или научной прессы. Эти мероприятия увеличивают доступность и количество обращений к статьям, опубликованным в 3D-печати в медицине 9. 0008 . Список статей, недавно опубликованных журналами BMC, доступен здесь.

Copyright

Как автор статьи, опубликованной в 3D Printing in Medicine , вы сохраняете авторские права на свою статью и можете свободно воспроизводить и распространять свою работу (дополнительную информацию см. в лицензионном соглашении BMC).

Для получения дополнительной информации о преимуществах публикации в журнале BMC нажмите здесь.

Открытый доступ

Все статьи, опубликованные 3D Printing in Medicine , становятся бесплатными и постоянно доступными в Интернете сразу после публикации, без платы за подписку или регистрационных барьеров. Дополнительную информацию об открытом доступе можно найти здесь.

Как авторы статей, опубликованных в разделе 3D-печать в медицине , вы являетесь правообладателем своей статьи и предоставили любой третьей стороне заранее и на неограниченный срок право использовать, воспроизводить или распространять вашу статью в соответствии с Лицензионное соглашение BMC.

Для тех из вас, кто является государственным служащим США или не может быть владельцем авторских прав по аналогичным причинам, BMC может разместить нестандартные строки авторского права. Пожалуйста, свяжитесь с нами, если потребуется дополнительная информация.

Плата за обработку статьи

Публикация в открытом доступе не обходится без затрат. Таким образом, 3D-печать в медицине взимает сбор за обработку статьи в размере 1290,00 фунтов стерлингов/1890,00 долларов США/1590,00 евро за каждую статью, принятую к публикации, плюс НДС или местные налоги, где это применимо.

Если соответствующее авторское учреждение участвует в нашей программе членства в открытом доступе, часть или вся стоимость публикации может быть покрыта (более подробная информация доступна на странице членства). Мы обычно не взимаем плату с авторов из стран с низким уровнем дохода. В других странах освобождение от платы за обработку статьи или скидки предоставляются в каждом конкретном случае авторам с недостатком средств. Авторы могут запросить отказ или скидку в процессе подачи. Дополнительную информацию см. на странице оплаты за обработку статей.

Посетите открытый доступ к службам поддержки и финансирования Springer Nature, чтобы получить информацию о спонсорах исследований и учреждениях, которые предоставляют финансирование для APC.

Springer Nature предлагает соглашения, позволяющие учреждениям покрывать расходы на публикацию в открытом доступе. Узнайте больше о наших соглашениях об открытом доступе , чтобы проверить, соответствуете ли вы требованиям, и узнать, включен ли этот журнал.

Для получения дополнительной информации о APC см. наш журнал цен на часто задаваемые вопросы

Услуги индексирования

Все статьи, опубликованные в 3D-печать в медицине , включены в:

• WTI Frankfurt EG
• TD SET Discovery Service
• Semantic Scholar

. WorldCat Discovery Service

• Naver
• Институт научной и технической информации Китая
• Google Scholar
• Гейл
• EMBASE
• EBSCO Discovery Service
• Dimensions
• DOAJ
• Китайская академия наук (CAS) — GoOA
• CNKI

сохранение. Вы также можете получить доступ ко всем статьям, опубликованным BioMed Central, на SpringerLink. Мы тесно сотрудничаем с соответствующими службами индексирования, такими как Web of Science (Clarivate Analytics), чтобы гарантировать, что статьи, опубликованные в 3D-печать в медицине будет доступна в их базах данных при необходимости.

Политика рецензирования

Рецензирование — это система, используемая для оценки качества рукописи перед ее публикацией. Независимые исследователи в соответствующей области исследований оценивают представленные рукописи на оригинальность, достоверность и значимость, чтобы помочь редакторам решить, следует ли опубликовать рукопись в их журнале. Подробнее о процессе рецензирования можно прочитать здесь.

3D-печать в медицине использует единую систему слепого рецензирования, в которой рецензенты знают имена и принадлежность авторов, но отчеты рецензентов, предоставляемые авторам, являются анонимными Публикация научных статей по 3D-печать в Медицина зависит, прежде всего, от их научной обоснованности и согласованности, по оценке наших внешних экспертов-редакторов и/или рецензентов, которые также будут оценивать, понятно ли написанное и представляет ли работа полезный вклад в область.

Представленные рукописи обычно рецензируются двумя-тремя экспертами, которым будет предложено оценить, является ли рукопись научно обоснованной и связной, дублирует ли она уже опубликованную работу и достаточно ли ясна рукопись для публикации. Рецензентов также попросят указать, насколько интересно и значимо исследование. Редакторы примут решение на основе этих отчетов и, при необходимости, проконсультируются с членами редакционной коллегии.

Редакционная политика

Все рукописи, представленные на 3D-печать в медицине , должны соответствовать редакционной политике BMC.

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Апелляции и жалобы

Авторы, желающие обжаловать отказ или подать жалобу, должны следовать процедуре, изложенной в Редакционных правилах BMC.

Отправить рукопись

• Редакционная коллегия

• Услуги по редактированию рукописей

• Инструкции для редакторов

• Подпишитесь на оповещения о статьях и новости из этого журнала

Annual Journal Metrics

• ISSN: 2365-6271 (электронный)

Введение в медицинскую 3D-печать и 3D-принтеры для здравоохранения

Персонализированная, точная медицина находится на подъеме. Новые инструменты и передовые технологии сближают врачей с пациентами, предоставляя лечение и устройства, адаптированные для лучшего обслуживания каждого уникального человека.

Достижения в области медицинских технологий 3D-печати внесли огромный вклад в области здравоохранения. Для пациентов новые инструменты и терапевтические методы, разработанные с помощью 3D-печати, могут обеспечить новый уровень комфорта и персонализации лечения. Для врачей эта новая доступная технология позволяет лучше понять сложные случаи и предоставляет новые инструменты, которые в конечном итоге могут привести к более высокому стандарту лечения.

От хирургических моделей планирования до напечатанных на 3D-принтере сосудов и биореакторов — читайте дальше, чтобы узнать о пяти направлениях развития 3D-печати в здравоохранении и о том, почему многие медицинские работники в восторге от потенциала 3D-печати в медицинской сфере. Затем узнайте о самых популярных 3D-принтерах для здравоохранения и о том, как выбрать решение для конкретных случаев использования.

Веб-семинар

Присоединяйтесь к Formlabs для участия в этом вступительном мероприятии, чтобы узнать о передовых методах медицинской 3D-печати и ознакомиться с новейшей медицинской экосистемой Formlabs, включая множество новых продуктов медицинского уровня!

Посмотреть вебинар прямо сейчас

Распечатанные на 3D-принтере анатомические модели на основе данных сканирования пациентов становятся все более полезными инструментами в современной практике персонализированной, точной медицины. По мере того, как случаи становятся более сложными, а эффективность операционной становится все более важной для обычных случаев, визуальные и тактильные эталонные модели могут улучшить понимание и общение в операционной бригаде и с пациентами.

Медицинские работники, больницы и исследовательские организации по всему миру используют напечатанные на 3D-принтере анатомические модели в качестве справочных инструментов для предоперационного планирования, интраоперационной визуализации, а также для определения размеров или предварительной настройки медицинского оборудования как для рутинных, так и для очень сложных процедур, которые были задокументированы в сотнях случаев. публикаций.

Создание тактильных эталонных моделей для конкретных пациентов на основе КТ и МРТ доступно и просто с помощью 3D-печати. Рецензируемая литература показывает, что они обеспечивают дополнительное представление, которое помогает врачам лучше подготовиться к операциям, что приводит к резкому сокращению времени и затрат в операционной, одновременно повышая удовлетворенность пациентов, снижая беспокойство и сокращая время восстановления.

Врачи могут использовать хирургические модели для конкретных пациентов, чтобы заранее объяснить процедуру, повышая согласие пациента и снижая уровень беспокойства.

Изучение предоперационных моделей также может повлиять на курс лечения. Это было верно в отношении опыта доктора Майкла Имса. Воспроизведя кости предплечья молодого пациента, доктор Имс понял, что травма отличается от того, что он думал ранее.

Доктор Имс остановился на новой процедуре на мягких тканях, которая была гораздо менее инвазивной, сокращала время реабилитации и вызывала гораздо меньше рубцов. Используя распечатанную копию кости, доктор Имс провел юного пациента и его родителей через процедуру и получил их согласие.

Результат? Продолжительность операции менее 30 минут вместо первоначально запланированной операции продолжительностью три часа. Эта разница во времени операции привела к сокращению затрат больницы примерно на 5500 долларов и означала, что пациенту нужно будет тратить меньше времени на восстановление после операции.

По словам доктора Алексис Данг, хирурга-ортопеда из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) и Медицинского центра по делам ветеранов Сан-Франциско: «Каждый из наших штатных хирургов-ортопедов и почти все наши неполные Когда-то хирурги использовали 3D-печатные модели для ухода за пациентами в больнице штата Вирджиния в Сан-Франциско. Мы все видели, как 3D-печать повышает производительность в игровой день».

Новые биосовместимые медицинские материалы для 3D-печати также позволили разработать новые хирургические инструменты и методы для дальнейшего улучшения клинического опыта во время операции. К ним относятся стерилизуемые лотки для фиксации, контурные шаблоны и модели для определения размеров имплантатов, которые можно использовать для определения размера имплантатов в операционной перед первым разрезом, помогая хирургам сократить время и повысить точность сложных процедур.

Анатомическая модель руки, включая «кожу», изготовленную из эластичного материала для 3D-печати.

Тодд Гольдштейн, доктор медицинских наук, инструктор Института медицинских исследований им. Файнштейна, недвусмысленно оценивает важность технологии 3D-печати в его отделе. По его оценкам, если Northwell будет использовать 3D-печатные модели в 10-15% случаев, это может сэкономить 1 750 000 долларов в год.

«От прототипов медицинских устройств, сложных анатомических моделей для нашей детской больницы до создания обучающих систем и, наконец, входа в стоматологическую клинику с хирургическими шаблонами имплантатов [технология 3D-печати] расширила наши возможности и снизила наши затраты, при этом позволив нам предоставить инструменты для лечения пациентов, которые было бы практически невозможно воспроизвести без нашего 3D-принтера SLA», — сказал Гольдштейн.

Информационный документ

Загрузите наш технический документ, содержащий практическое пошаговое руководство для врачей и технологов, которое поможет им приступить к созданию 3D-печатных анатомических моделей на основе сканов пациентов, ознакомится с передовыми методами настройки сканирования КТ/МРТ, сегментации наборов данных и преобразования файлов в Формат для 3D-печати.

Загрузить технический документ

Технический документ

На этом вебинаре доктор Джонатан Моррис, содиректор Лаборатории анатомического моделирования и нейрорадиолог в клинике Майо, рассказывает об истории 3D-печати в медицине и рассматривает реальный случай исследования того, как рентгенологи успешно внедрили возможности и программы 3D-печати в больницах.

Посмотреть вебинар сейчас

3D-печать практически стала синонимом быстрого прототипирования. Простота использования и низкая стоимость внутренней 3D-печати также произвели революцию в разработке продуктов, и многие производители медицинских инструментов приняли эту технологию для производства совершенно новых медицинских устройств и хирургических инструментов.

Более 90 процентов из 50 крупнейших компаний, производящих медицинское оборудование, используют 3D-печать для создания точных прототипов медицинских устройств, приспособлений и приспособлений для упрощения тестирования, а также непосредственно 3D-печать медицинских устройств.

По словам Алекса Дрю, инженера-механика компании DJO Surgical, глобального поставщика медицинского оборудования. «До того, как DJO Surgical представила [3D-принтер Formlabs] на борту, мы полагались почти исключительно на сторонних поставщиков печати для прототипов. Сегодня мы работаем на четырех машинах Formlabs, и это оказало огромное влияние. Наши темпы 3D-печати удвоились, стоимость снизилась на 70 процентов, а уровень детализации печати позволяет четко передавать проекты хирургам-ортопедам».

Компании по производству медицинского оборудования, такие как Coalesce, используют 3D-печать для создания точных прототипов медицинских устройств.

3D-печать может ускорить процесс проектирования за счет итерации сложных проектов за несколько дней, а не недель. Когда перед Coalesce была поставлена ​​задача создать ингалятор, который может в цифровом виде оценивать профиль потока вдоха пациента с астмой, аутсорсинг поставщикам услуг привел бы к длительному времени изготовления каждого прототипа. Файлы проекта должны были быть кропотливо доработаны с помощью различных итераций, прежде чем они были отправлены за пределы площадки для сборки.

Вместо этого настольная 3D-печать SLA позволила Coalesce сохранить весь процесс прототипирования внутри компании. Прототипы были пригодны для использования в клинических исследованиях и выглядели как готовый продукт. На самом деле, когда они продемонстрировали устройство, их клиенты приняли прототип за конечный продукт.

В целом, использование собственных ресурсов позволило сократить время разработки прототипов на 80–90 %. Более того, на печать деталей ушло всего восемь часов, и их можно было закончить и покрасить в течение нескольких дней, в то время как тот же процесс занял бы неделю или две у внешнего подрядчика.

Информационный документ

В этом отчете вы узнаете, как Formlabs Medical помогает производителям медицинского оборудования наладить собственное цифровое производство, и вдохновитесь примерами четырех компаний, которые в настоящее время создают революционные устройства с использованием 3D-печати.

Загрузить информационный документ

Каждый год сотни тысяч людей теряют конечность, но лишь часть из них получает доступ к протезу для восстановления его функции.

Простые протезы доступны только в нескольких размерах, поэтому пациенты должны довольствоваться тем, что подходит лучше всего, в то время как бионические устройства, подходящие по индивидуальному заказу, имитирующие движения и захваты реальных конечностей, которые опираются на мышцы культи человека, чтобы контролировать свои движения. функции настолько дороги, что доступны только пациентам с лучшей медицинской страховкой в ​​развитых странах. Особенно это касается протезов для детей. По мере того, как дети растут и попадают в приключения, они неизбежно перерастают свои протезы и требуют дорогостоящего ремонта.

Трудность заключается в отсутствии производственных процессов, позволяющих изготавливать нестандартные детали по доступной цене. Но все чаще протезисты могут воспользоваться широко известной свободой дизайна 3D-печати, чтобы смягчить эти высокие финансовые барьеры для лечения.

Такие инициативы, как e-NABLE, позволяют целым сообществам по всему миру создавать протезы, напечатанные на 3D-принтере. Они продвигают независимое движение в производстве протезов, бесплатно обмениваясь информацией и проектами с открытым исходным кодом в Интернете, поэтому пациенты могут получить изготовленный по индивидуальному заказу протез, который хорошо адаптирован для них, всего за 50 долларов.

Другие изобретатели, такие как Лайман Коннор, сделали еще один шаг вперед. Имея всего лишь четыре настольных 3D-принтера, Лайман смог собрать и подогнать свои первые серийные протезы. Его конечная цель? Создать настраиваемую, полностью бионическую руку, которая будет продаваться за долю от текущей розничной цены в десятки тысяч долларов за такие передовые протезы.

В другом месте исследователи из Массачусетского технологического института также определили 3D-печать как оптимальное средство для производства более удобных гильз для протезов.

Излишне говорить, что низкая стоимость производства этих протезов, а также свобода, которую дает индивидуальный дизайн, оказались откровением. Протезы, изготовленные с помощью 3D-печати, можно изготовить всего за две недели, а затем протестировать и обслуживать по гораздо более низкой цене, чем их традиционные аналоги.

Поскольку затраты продолжают снижаться, а свойства материалов улучшаются, 3D-печать, несомненно, будет играть все более важную роль в этом отделе здравоохранения.

Многие из тех же самых высоких финансовых барьеров для лечения, которые наблюдаются в протезировании, также характерны для таких областей, как ортезы и стельки. Как и многие другие медицинские устройства для конкретных пациентов, индивидуальные ортезы часто недоступны из-за их высокой стоимости, а их изготовление занимает недели или месяцы. С 3D-печатью в этом больше нет необходимости.

Вспоминается пример Матея и его сына Ника. Родившаяся преждевременно в 2011 году, трудности во время родов привели к тому, что у Ника развился церебральный паралич — заболевание, от которого страдают почти двадцать миллионов человек во всем мире. Матей был вдохновлен непоколебимой волей сына преодолеть ограничения своего состояния, но он столкнулся с выбором между стандартным готовым ортезом, который был бы неподходящим и неудобным для его сына, или дорогим индивидуальным решением, которое потребовало бы много времени. недели или месяцы, которые должны быть доставлены, только для того, чтобы быстро устареть из-за растущего ребенка.

Он решил взять дело в свои руки и искал новые решения для достижения этой цели. Благодаря свободе, предлагаемой цифровыми технологиями, включая 3D-сканирование и 3D-печать, физиотерапевты Матея и Ника смогли свободно экспериментировать и разработать совершенно новый инновационный рабочий процесс для ортезов голеностопного сустава (AFO).

Изготовленный на заказ 3D-печатный ортез обеспечил Нику поддержку, комфорт и коррекцию именно там, где это было необходимо, помогая, наконец, Нику сделать свои первые самостоятельные шаги. Это индивидуальное ортопедическое устройство воспроизводило тщательно подобранную отделку высококачественных ортопедических стелек, за небольшую часть цены и без дополнительных настроек.

Профессионалы во всем мире используют 3D-печать, чтобы заново изобретать стельки и ортезы для пациентов и клиентов, а также ряд других инструментов для улучшения физиотерапии. В прошлом курс физиотерапии с использованием индивидуальных инструментов оказывался трудным. Пациенты часто сталкивались с длительным ожиданием и готовыми изделиями, что приводило к дискомфорту. 3D-печать находится на пути к тому, чтобы изменить этот статус-кво. Стельки и ортезы, напечатанные на 3D-принтере, оказались более подходящими, привели к лучшим терапевтическим результатам и обеспечили больший комфорт и удобство для пациентов.

Традиционные способы лечения пациентов с тяжелой недостаточностью органов в настоящее время включают использование аутотрансплантатов, пересадку ткани из одной точки в другую на теле одного и того же человека или трансплантацию органов от донора. Исследователи в области биопечати и тканевой инженерии надеются вскоре изменить это и получить возможность создавать ткани, кровеносные сосуды и органы по требованию.

3D-биопечать относится к использованию аддитивных производственных процессов для нанесения материалов, известных как биочернила, для создания тканеподобных структур, которые можно использовать в медицинских областях. Тканевая инженерия относится к различным развивающимся технологиям, включая биопечать, для выращивания замещающих тканей и органов в лаборатории для использования при лечении травм и болезней.

С помощью высокоточной 3D-печати такие исследователи, как доктор Сэм Пашнех-Тала из Университета Шеффилда, открыли новые возможности тканевой инженерии.

Чтобы направить клеточный рост таким образом, чтобы образовалась необходимая ткань, д-р Пашнех-Тала выращивает живые клетки на каркасе в лаборатории, который обеспечивает шаблон необходимой формы, размера и геометрии. Например, трубчатая структура необходима для создания кровеносного сосуда для пациента с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Клетки будут размножаться и покрывать каркас, принимая его форму. Затем каркас постепенно разрушается, оставляя живые клетки, расположенные в форме ткани-мишени, которую культивируют в биореакторе, камере, содержащей развивающуюся ткань и способной воспроизвести внутреннюю среду организма, для приобретения механических и биологических характеристик. органической ткани.

Напечатанная на 3D-принтере камера биореактора с растущей внутри тканеинженерной миниатюрной аортой. Ткань культивируется в биореакторе для приобретения механических и биологических характеристик органической ткани.

Это позволит ученым создавать конструкции сосудистых трансплантатов для конкретных пациентов, улучшать хирургические варианты и предоставит уникальную платформу для тестирования новых сосудистых медицинских устройств для тех, кто страдает от сердечно-сосудистых заболеваний, которые в настоящее время являются причиной смерти номер один во всем мире. После этого конечной целью является создание кровеносных сосудов, готовых к имплантации пациентам. Поскольку в тканевой инженерии используются клетки, взятые у пациента, нуждающегося в лечении, она исключает возможность отторжения иммунной системой — серьезную проблему в современных процедурах трансплантации органов.

3D-печать доказала свою способность решать проблемы производства синтетических кровеносных сосудов, решая трудности воссоздания точных форм, размеров и геометрии требуемого сосуда. Возможность точного соответствия печатных решений конкретным потребностям пациентов оказалась откровением.

По словам доктора Пашнех-Тала: «[Создание кровеносных сосудов с помощью 3D-печати] открывает возможности для улучшения хирургических возможностей и даже для создания подходящих для пациента конструкций кровеносных сосудов. Без доступа к высокоточной и доступной 3D-печати создание этих форм было бы невозможно».

Мы стали свидетелями захватывающих прорывов в биологических материалах, пригодных для использования в 3D-принтерах. Ученые разрабатывают новые гидрогелевые материалы, которые имеют ту же консистенцию, что и ткани органов, которые можно найти в человеческом мозге и легких, и могут быть совместимы с различными процессами 3D-печати. Ученые надеются, что смогут имплантировать их в орган, чтобы они действовали как «каркас», на котором клетки будут стимулироваться к росту.

В то время как биопечать полностью функциональных внутренних органов, таких как сердце, почки и печень, все еще звучит футуристично, достижения в области технологий гибридной 3D-печати происходят очень быстрыми темпами.

Ожидается, что рано или поздно создание биологических материалов на лабораторных принтерах приведет к возможности создавать новые, полностью функциональные органы, напечатанные на 3D-принтере. В апреле 2019 года ученые создали первое трехмерное сердце из биологических материалов пациента в Тель-Авивском университете. Крошечная копия была создана с использованием собственных биологических материалов пациента, что привело к полному совпадению иммунологического, клеточного, биохимического и анатомического профиля пациента.

«На данном этапе наше трехмерное сердце маленькое, размером с сердце кролика, но для более крупных человеческих сердец требуется та же технология», — сказал профессор Тал Двир.

Первое 3D биопечатное сердце, созданное в Тель-Авивском университете.

Когда речь идет о 3D-принтерах для здравоохранения, не все методы одинаковы. Важно правильно выбрать технологию печати для конкретных случаев использования.

Наиболее популярные технологии медицинской 3D-печати включают стереолитографию (SLA), селективное лазерное спекание (SLS) и моделирование методом наплавления (FDM) для пластиковых деталей, а также прямое лазерное спекание металлов (DMLS) и селективное лазерное плавление (SLM) для металлов. .

3D-принтеры SLA используют лазер для отверждения жидкой смолы в затвердевший пластик в процессе, называемом фотополимеризацией. SLA является одним из самых популярных процессов среди медицинских работников благодаря высокому разрешению, точности и универсальности материалов.

• Преимущества SLA

Детали

SLA имеют самое высокое разрешение и точность, самые четкие детали и самую гладкую поверхность из всех технологий 3D-печати пластиком. Однако главное преимущество SLA заключается в его универсальности. Составы смол SLA обладают широким спектром оптических, механических и термических свойств, соответствующих свойствам стандартных, инженерных и промышленных термопластов.

SLA — отличный вариант для высокодетализированных анатомических моделей, прототипов медицинских устройств, требующих жестких допусков и гладких поверхностей, а также форм, инструментов, шаблонов и функциональных деталей конечного использования. SLA также предлагает самый широкий выбор биосовместимых материалов для стоматологического и медицинского применения. Благодаря Draft Resin принтеры Formlabs SLA также являются самыми быстрыми вариантами для 3D-печати больших прототипов, до 10 раз быстрее, чем FDM.

Широкая универсальность SLA имеет несколько более высокую цену, чем FDM, но все же более доступна, чем все другие процессы 3D-печати. Детали из смолы SLA также требуют последующей обработки после печати, которая включает промывку деталей и пост-отверждение.

SLA 3D-печать предлагает широкий выбор материалов для 3D-печати, включая биосовместимые материалы, для различных медицинских и стоматологических применений.

Образец детали

Убедитесь сами и почувствуйте качество Formlabs SLA. Мы отправим бесплатный образец детали в ваш офис.

Запросить бесплатный образец Деталь

Веб-семинар

Присоединяйтесь к Formlabs и Nelson Labs для более глубокого изучения биосовместимости, включая знакомство с нашими новыми материалами и передовым опытом для производителей медицинских изделий от отраслевых экспертов.

Посмотреть вебинар

В 3D-принтерах SLS используется мощный лазер для сплавления мелких частиц полимерного порошка. Нерасплавленный порошок поддерживает деталь во время печати и устраняет необходимость в специальных опорных конструкциях, что делает SLS особенно эффективным выбором для сложных механических деталей.

Его способность производить детали с превосходными механическими характеристиками делает SLS наиболее распространенной технологией производства полимерных добавок для промышленного применения. В зависимости от материала детали из нейлона SLS также могут быть биосовместимыми и стерилизуемыми.

• Преимущества SLS

Поскольку SLS-печать не требует специальных опорных структур, она идеально подходит для сложной геометрии, включая внутренние элементы, подрезы, тонкие стенки и отрицательные элементы. Детали, изготовленные с помощью SLS-печати, обладают превосходными механическими характеристиками, а по прочности напоминают детали, изготовленные методом литья под давлением.

Наиболее распространенным материалом для SLS является нейлон, популярный инженерный термопласт с превосходными механическими свойствами. Нейлон легкий, прочный и гибкий, а также устойчив к ударам, химическим веществам, теплу, ультрафиолетовому излучению, воде и грязи. Нейлоновые детали, напечатанные на 3D-принтере, также могут быть биосовместимыми и не сенсибилизирующими, что означает, что они готовы к ношению и безопасны для использования во многих контекстах.

Сочетание низкой стоимости детали, высокой производительности, проверенных материалов и биосовместимости делает SLS популярным выбором среди разработчиков медицинских устройств для функционального прототипирования и экономически эффективной альтернативой литью под давлением для изготовления ограниченного тиража или мостовидного протеза.

3D-принтеры SLS имеют более высокую начальную цену, чем технологии FDM или SLA. Хотя нейлон является универсальным материалом, выбор материалов для SLS также более ограничен, чем для FDM и SLA. Детали выходят из принтера со слегка шероховатой поверхностью и требуют пескоструйной обработки для получения гладкой поверхности.

3D-печать SLS идеально подходит для изготовления прочных функциональных прототипов и деталей конечного назначения, таких как протезы и ортопедические изделия.

Образец детали

Убедитесь сами и почувствуйте качество Formlabs SLS. Мы отправим бесплатный образец детали в ваш офис.

Запросить бесплатный образец Деталь

FDM, также известный как изготовление плавленых нитей (FFF), представляет собой метод печати, при котором детали создаются путем плавления и экструзии термопластичной нити, которую сопло принтера наносит слой за слоем в области сборки.

FDM является наиболее широко используемой формой 3D-печати на потребительском уровне, чему способствует появление 3D-принтеров для любителей. Однако промышленные FDM-принтеры также популярны среди профессионалов.

• Преимущества FDM

FDM работает с рядом стандартных термопластов, таких как ABS, PLA и их различные смеси. Это приводит к низкой цене входа и материалов. FDM лучше всего подходит для базовых экспериментальных моделей и недорогого прототипирования более простых деталей. Некоторые материалы FDM также являются биосовместимыми.

FDM имеет самое низкое разрешение и точность по сравнению с другими технологиями 3D-печати для пластмасс, такими как SLA или SLS, что означает, что это не лучший вариант для печати сложных конструкций или деталей со сложными характеристиками, таких как анатомические модели. Более качественная отделка требует трудоемких и длительных процессов химической и механической полировки. Некоторые промышленные 3D-принтеры FDM используют растворимые подложки для смягчения некоторых из этих проблем и предлагают более широкий спектр инженерных термопластов, но они также имеют высокую цену. При создании больших деталей печать FDM также имеет тенденцию быть медленнее, чем SLA или SLS.

3D-принтеры прямого лазерного спекания металлов (DMLS) и селективного лазерного плавления (SLM) работают аналогично SLS-принтерам, но сплавляют частицы металлического порошка вместе слой за слоем с использованием лазера вместо полимеров.

3D-принтеры DMLS и SLM могут создавать прочные, точные и сложные металлические изделия, что делает этот процесс идеальным для различных медицинских применений.

Самым большим преимуществом этих процессов, очевидно, являются материалы, поскольку 3D-принтеры DMLS и SLM способны производить высокопроизводительные медицинские устройства и компоненты конечного использования из металла. Эти процессы могут воспроизводить сложную геометрию, а готовые изделия получаются прочными, долговечными и биосовместимыми. Их можно использовать для изготовления универсальных имплантатов (бедренных, коленных, позвоночных имплантатов и т. д.), индивидуальных имплантатов для лечения рака или травм, зубных протезов, а также изделий медицинской и ортопедической техники.

Хотя цены на металлические 3D-принтеры также начали снижаться, стоимость которых колеблется от 200 000 до 1 миллиона долларов, эти системы по-прежнему недоступны для большинства предприятий. Процессы 3D-печати металлом также имеют сложный и сложный рабочий процесс.

В качестве альтернативы SLA 3D-печать хорошо подходит для рабочих процессов литья, которые производят металлические детали с меньшими затратами, с большей свободой проектирования и за меньшее время, чем традиционные методы.

В таблице ниже представлены технологии 3D-печати, которые лучше всего подходят для различных приложений 3D-печати в медицине.

	Stereolithography (SLA)	Selective Laser Sintering (SLS)	Fused Deposition Modeling (FDM)	Metal 3D Printing (DMLS, SLM)
Build volume	Up to 300 x 335 x 200 мм (настольные и настольные 3D-принтеры)	До 165 x 165 x 300 мм (настольные промышленные 3D-принтеры)	До 300 x 300 x 600 мм (настольные и настольные 3D-принтеры)	До 400 x 400 x 400 мм (большие промышленные DMLS/SLM)
Ценовой диапазон	, начиная с 3750 долл. США	, начиная с 18 500 долл. США	, начиная с $ 2500	, начиная с 200 000 000 долл. США
. Стандартные, инженерные (АБС-подобные, полипропиленовые, силиконовые, гибкие, термостойкие, жесткие), литьевые, стоматологические и медицинские (биосовместимые).	Технические термопласты, обычно нейлон и его композиты (нейлон биосовместим + совместим со стерилизацией).	Стандартные термопласты, такие как ABS, PLA и их различные смеси.	Нержавеющая сталь, инструментальная сталь, титан, кобальт-хром и алюминий.
Идеальное применение	Анатомические модели, высокодетализированные прототипы, требующие жестких допусков и гладких поверхностей; пресс-формы, оснастка, модели, функциональные детали, стоматологические и медицинские изделия конечного назначения.	Сложная геометрия, функциональные прототипы, мелкосерийное или мостовидное производство медицинских изделий, включая ортопедические изделия и протезы.	Базовые экспериментальные модели, недорогое прототипирование простых деталей.	Прочные, долговечные детали сложной геометрии, имплантаты, зубные протезы, медицинские и ортопедические компоненты из металла.

Точные и доступные процессы медицинской 3D-печати демократизируют доступ к технологиям, дают специалистам в области здравоохранения возможность разрабатывать новые клинические решения и быстро производить индивидуальные устройства, а также позволяют врачам предлагать новые методы лечения по всему миру.