3D prentun í læknisfræði: Kannski þurfum við ekki að lifa líffæri aftur

Ef þú vilt spyrja hvað er mest notað 3D prentun í læknisfræði, þá er eðlilegt að telja útlimum og líffæri.

Í mannslíkamanum er útskiptanlegt eðli útlimir, tennur og þess háttar. Helstu aðgerðir þessara hluta hjálpa fólki við aðgerðir og líf, og störf þeirra eru einstaklingsbundin, þannig að uppbyggingin er tiltölulega einföld. Þar að auki hefur ófullkomin útlimum fræðilega varla áhrif á mannlegt líf. Þess vegna eru stoðtæki og gervitunglar algengar, og þegar 3D prentunartækni birtist er það náttúrulega beitt á þessu sviði.

Núna í lífinu er 3D prentunarstoð tækni mjög þroskaður og hefur verið mikið notaður. Stúlka í Englandi hefur 3D lófa, farandverkamaður hefur höfuðkúpu og jafnvel austurríska fyrirtækið CSIRO getur sérsniðið títan sternum og rifbein til að búa til 3D brjósti.

Í nýlegri rannsókn sýndi okkur einnig möguleika á að sameina AI og 3D prentun. Hópur vísindamanna við University of California í Berkeley og Shuliwell Dental Laboratory byggði Universal Confrontation Network (GAN) til að búa sjálfkrafa til nýrrar krónuhönnunar. Það spáir fyrirmynd nýrrar kórónu byggist á skönnun á vantar tennur. Í fyrsta lagi er skurðpunktur hliðarbúnaðarins skönnuð til að framleiða 2D mynd. Næst er einnig skannaður á gagnstæða hlið kjálka. GAN skilur fjarlægðina milli tanna sem vantar og fyllir bilið í 3D með nýjum krónuhönnun.

Búast er við að með nákvæmni GAN líkananna mun framtíð 3D prentun vera meira í takt við mannleg lífeðlisleg einkenni og hagnýtur stefnumörkun. Til dæmis getur vandamálið við að fá holrúm verið betra leyst þannig að uppsetningu lyktarinnar sé öruggari.

Ef prentun á útlimum, tennur osfrv er auðvelt þá getur 3D prentorglið verið erfitt. Og tengd rannsóknir eru einnig gerðar á skipulegan hátt.

Erfiðleikar 3D prentunar líffæra eru vegna mikils fjölda æða innan þeirra, og skipulag hvers líffæra er einnig öðruvísi. Til dæmis er heilinn aðallega samsettur af fjölda vefjavefja. Enn eru helstu tæknilegir erfiðleikar við að ná prentun og ræktun taugavefja.

En fagnaðarerindið er að 3D-lifur hefur verið prentaður og lifað af. Bandaríska líftæknifyrirtækið Organovo hefur notað klefi 3D prentunartækni til að prenta vefjavefinn sem þarf í lifur í frumuræktarhólfið. Eftir að hafa verið ræktuð í skipi getur það vaxið í eðlilega lagaða lifur og transplanted í mannslíkamann. Hins vegar missa frumurnar í þessum lifur starfsemi sína eftir að hafa verið prentuð og verða dauðafrumur.

Til viðbótar við lifur, eru einnig líffæri eins og nýrun og brisbólga. Vísindamenn trúa almennt að það tekur að minnsta kosti 10 ár að ná virkilega hagnýtum og flytjanlegum 3D prentuðum líffærum. Fyrir þróun líffæraígræðslu er 10 ár ekki lengi en ekki of stutt. Þegar þessi tækni verður að veruleika verða breytingar sem koma til þess að vera byltingarkennd: Þeir sem þurfa skurðaðgerð þurfa ekki að deyja örvæntinglega vegna þess að þeir geta ekki beðið eftir líffærum og líffæri verða vörur sem geta verið massaframleitt. Það mun hafa jákvæð áhrif á að leysa skort á lifandi líffæri, lengja mannslífið og jafnvel skapa nýja iðnaðarþætti líffæraframleiðslu.

Skurðaðgerð getur komið aftur: frá "einum" til "endurtekinna"

3D prentun Annað forrit sem hefur algeran kost á læknisfræðilegu sviði er aðstoðað aðgerð.

Skurðaðgerð er mjög áhættusamt verkefni, sérstaklega fyrir innri vinnslu innri líffæra eins og innri líffæri. Í þúsundum ára hafa læknar verið óþreytandi að stunda hvernig hægt sé að bæta árangurshraða skurðaðgerðar og bæta lífsgæði sjúklinga.

Upphaflega, þegar ekkert sjónræn lækningabúnaður er fyrir hendi, ef læknar eiga í vandræðum með ákveðna hluti, geta þeir aðeins opnað líkamann fyrst, þá kanna staðsetningu skaða og framkvæma aðgerðina. Í þessu ferli eru læknar að treysta á uppsöfnuð reynsla þeirra til að staðsetja nákvæmlega. Hins vegar er mannslíkaminn öðruvísi. Undir stuðningi tækjabúnaðar og rafeindabúnaðar geta læknar ákvarðað sárin með tæknilegum hætti áður en aðgerðin er framkvæmd. Nákvæmni skurðaðgerðarinnar er verulega bætt samanborið við reynslu.

Hvort sem það er upphaflegur "einn hníf beint" eða sjónrænt tæki blessun, skurðaðgerð hefur einn sérstakur eiginleiki: einn-burt.

Með tilkomu 3D prentunar tækni, skurðaðgerð hefur byrjað að hafa aðra eiginleika: repeatability.

Skurðlæknar í Northwest Community Medical Center í Chicago gerðu nýlega aðgerð á hjartasjúkdómum, sem er 3D tækni. Almennt er ekki hægt að sjá upplýsingar um heila með berum augum, sem bætir miklum áhættu fyrir að fjarlægja heilaæxli. Eftir að heilinn var skönnuð og æxlisstaðurinn var ákvarðaður, stofnuðu læknarnir 3D líkan í heila sjúklinga. Þá, með þessari líkani, geta læknar séð aðra svæða í heila, öðrum en æxlum, og þekkir allt svæðið af skurðaðgerð. Mikilvægast er, með því að byggja upp heila líkanið, geta þeir framkvæmt margar æfingar áður en aðgerðin er tekin til að takast á við neina hugsanlegar neyðarástand og forðast að snerta heilbrigt svæði heila sem geta orðið fyrir slysni. .

Kína hefur einnig gert tæknilegar byltingar í skurðaðgerð í 3D prentunarforritum. Í síðasta mánuði notaði hjarta- og æðamiðstöð annars samstarfs sjúkrahúsa í Nanjing Medical University tækni 3D prentað hjarta til að endurtaka hjarta hjartasjúkdóms, uppgötva flókna æðaruppbyggingu í hjartanu og líkja eftir mismunandi skurðaðgerðum. Að lokum var besta skurðaðgerðin þróuð og gengið vel.

Þá, þegar aðgerðin breytist frá "einum hamar til hljóðs" til endurprófunar læknis, mun það án efa bæta verulega velgengni skurðarins og draga úr áhættu. Á hinn bóginn, með endurtekinni eftirlíkingu skurðaðgerðarinnar, mun rekstrarhæfni læknisins aukast einnig, aðgerðartíminn verður mjög styttur og sjúklingurinn mun einnig forðast að þjást af lengri aðgerð.

Krossa hæðirnar, þú þarft að fara áfram

Auk þess verður einnig notað 3D prentunartækni í lyfjafyrirtækinu til að ná fram möguleika á að sjúklingar prenti lyf á eftirspurn; gera endurhæfingarbúnað, svo sem hjálpartækjum, heyrnartæki; prentun ígræðslu eins og bein. Það má segja að 3D prentunartækni hafi áhrif á átt læknisfræðinnar á öllum sviðum.

Hins vegar er 3D læknismeðferð ekki fullkomin, og það eru enn nokkur vandamál í kynningu þess.

1. Efni vandamál. Í fyrri skurðaðgerðum voru oft vandamál með ígræðslu í líkamanum sem olli sjúklingum að þjást af verkjum eða vandamálum við ígræðsluna eða skemmdir á mannslíkamann af völdum vefjalyfsins. Þá, sem ný tækni, 3D prentun tækni verður einnig að íhuga þetta mál. Ef það er bara til prentunar gæti það verið svolítið lítið fyrir það. Ef það getur kannað efni sem passar betur fyrir mannslíkamann, mun það einnig verða mikilvægur hluti af örlög tækni.

2. Auglýsingamiðlun. Ef tækni er bara vasi, verður örlög þess að vera langvarandi. Þá, fyrir 3D prentun, það er enn til á sumum sjúkrahúsum með sterkan fjárhagslegan styrk. Meðal 3D prentunarbúnaður á markaðnum er hundruð þúsunda dollara og kostnaður við búnað á sjúkrahúsum með meiri kröfur um nákvæmni er hærri. Til dæmis eru læknisfræðilegar kröfur um nákvæmni 3D prentunar, æðar í 3D-lifur, sem prentuð eru af japanska framleiðanda, greinilega sýnileg og búnaðurinn sem nær slíkum nákvæmni er yfirleitt óviðunandi fyrir sjúkrahús. Því að styrkja rannsóknir og þróun tækni og draga úr búnaði kostnaði getur verið lykilatriði fyrir fljótur sökkva kynningu sína.

3. Prenta hreyfiorku líffærisins. Á þessari stundu, þó að skammtíma lifur geti skapast með því að setja upp frumur, þá er það ekki aðgerð sem þýðir ekki að það hafi lifrarstarfsemi. Reyndar er umhverfið eins og áhöld unnin fyrir mannslíkamann, þannig að munur verður á lyfjafræðilegum prófunum. Að auki, hvernig á að gera blóðkorn sem flytja súrefni og næringarefni er vandamál. Ef þetta vandamál er ekki leyst, mun frumurnar ekki lifa lengi. Að auki mun þetta 3D prentunarorga einnig standa frammi fyrir vandamálinu við brottfall mannslíkamans í framtíðinni. Er það betra að laga sig að líkamanum en núverandi lifandi líffæri, eða er það ekki tekið? Við erum öll óþekkt.

Og þegar líffæri tekur þátt, mun einhver tala um siðferðileg mál. Hins vegar, þar sem það er að bjarga lífi betur, ætti deilan um þetta mál ekki að vera sérstaklega grimm.

3D prentun er enn nýtt í læknisfræði. Við höfum komist að því að þegar ný tækni er búin, getur læknastofnunin ekki beðið eftir að reyna það. Þessi þáttur endurspeglar fjölbreytni og margbreytileika læknisfræðilegra mála og endurspeglar hins vegar mannlega virðingu og ótti lífsins. Og þetta virðing fyrir lífinu verður einnig ótæmandi hvatafræði fyrir læknana að nota tækni til að fara yfir hæðirnar.