3D-udskrivning i medicinsk: Måske behøver vi ikke at leve organer igen

Hvis du vil spørge, hvad der er den mest udbredte 3D-udskrivning i medicinsk industri, så er det naturligt at tælle lemmer og organer.

I menneskekroppen er den mest udskiftelige natur lemmer, tænder og lignende. Hovedfunktionerne i disse dele hjælper folks handlinger og liv, og deres funktioner er enkelte, så strukturen er relativt enkel. Endvidere har ufuldstændigheden af lemmerne teoretisk næppe en betydelig indvirkning på menneskelivet. Derfor er proteser og proteser almindelige, og når 3D-trykteknologi vises, anvendes det naturligvis på dette felt.

I øjeblikket er 3D-trykproteteknologi meget moden og har været meget udbredt. En pige i England har en 3D-palme, en vandrende arbejdstager har en kraniet, og selv det australske selskab CSIRO kan skræddersy et titan bryst og ribben for at skabe et 3D-bryst.

En nylig undersøgelse viste os også muligheden for at kombinere AI og 3D trykning. Et team af forskere ved University of California i Berkeley og Shuliwell Dental Laboratory byggede et Universal Confrontation Network (GAN) til automatisk at generere nye krone design. Det forudser formen på den nye krone baseret på en scanning af manglende tænder. For det første scannes siden af den mandible manglende tand til at producere et 2D billede. Derefter scannes også den modsatte side af kæberne. GAN forstår afstanden mellem de manglende tænder og fylder hullet i 3D med et nyt krone design.

Det kan forventes, at med nøjagtigheden af GAN-modellering vil fremtidige 3D-udskrivninger være mere i overensstemmelse med menneskets fysiologiske egenskaber og funktionelle orientering. For eksempel kan problemet med at modtage hulrummet løses bedre, så at montering af protesen er mere behagelig.

Hvis udskrivning af lemmer, tænder osv. Er let, kan 3D-printorganet være svært. Og relateret forskning foregår også ordnet.

Vanskeligheden ved 3D-trykorganer skyldes det store antal blodkar inde i dem, og organisationen af hvert organ er også anderledes. For eksempel består hjernen hovedsageligt af et stort antal nervevæv. Der er stadig store tekniske vanskeligheder med at opnå trykning og dyrkning af nervevæv.

Men den gode nyhed er, at 3D-lever er blevet trykt og overlevet. Det amerikanske bioteknologibureau Organovo har brugt celle 3D-trykningsteknologi til at udskrive det cellevæv, der kræves af leveren i cellekulturkammeret. Efter at være dyrket i et fartøj, kan det dyrkes til en normalformet lever og transplanteres til menneskekroppen. Cellerne i denne lever mister imidlertid deres aktivitet efter at have været trykt og bliver døde celler.

Udover leveren bliver også organer som nyrer og bugspytkirtlen undersøgt. Forskere mener generelt, at det tager mindst 10 år at opnå virkelig funktionelle og bærbare 3D trykte organer. Til udvikling af transplantation af mennesker er 10 år ikke lang, men ikke for kort. Når denne teknologi bliver en realitet, vil de ændringer, det bringer, være revolutionerende: Folk, der har brug for kirurgi, behøver ikke at dø desperat, fordi de ikke kan vente på levende organer, og organer bliver varer, der kan masseproduceres. Det vil have en positiv indvirkning på at løse manglen på levende organer, forlænge menneskelivet og endda skabe en ny industriel kæde af organforsyning.

Kirurgi kan komme tilbage: fra "one-off" til "repetitive"

3D-udskrivning En anden applikation, der har en absolut fordel i det medicinske område, er assisteret operation.

Kirurgi er en meget risikabel opgave, især til intern behandling af indre organer som indre organer. I tusindvis af år har læger været utrætteligt at forfølge, hvordan man kan forbedre succesen af operationen og forbedre patienternes livskvalitet.

Først når der ikke er nogen visuel medicinsk enhed, hvis læger har et problem med en bestemt del, kan de først åbne kroppen først og derefter undersøge læsionsstedet og udføre operationen. I denne proces er lægerne afhængige af deres akkumulerede erfaring for nøjagtigt at lokalisere. Men menneskekroppen er anderledes. Under understøttelse af instrumenter og elektronisk udstyr kan læger bestemme læsionerne gennem tekniske midler før operationen. Nøjagtigheden af operationen forbedres betydeligt sammenlignet med oplevelsen.

Uanset om det er den første "single-knife straight" eller visuel enhed velsignelse, har kirurgi en særskilt egenskab: engangsløs.

Med fremkomsten af 3D-printteknologi er kirurgi begyndt at have en anden funktion: Repeterbarhed.

Kirurger i det nordvestlige samfundsmedicinsk center i Chicago har for nylig udført operation på en hjernetumørpatient, som er 3D-teknologien. Generelt kan detaljerne i hjernen ikke ses med det blotte øje, hvilket øger risikoen for fjernelse af hjernetumorer. Efter at hjernen blev scannet og tumorstedet blev bestemt, etablerede lægerne en 3D-hjernepatientmodel. Derefter kan lægerne gennem denne model se andre områder af hjernen ud over tumorer og kende hele området af operationen. Vigtigst ved hjælp af opbygningen af hjernemodellen kan de udføre flere simuleringsøvelser inden den aktuelle operation for at håndtere eventuelle nødsituationer, samtidig med at man ikke rører de sunde områder i hjernen, der muligvis er skadet. .

Kina har også lavet teknologiske gennembrud i kirurgi i 3D-print applikationer. I sidste måned brugte kardiovaskulærcentret på det andet tilknyttede hospital i Nanjing Medical University teknologien i 3D-trykt hjerte til at replikere hjertepatientens hjerte, opdage den komplekse vaskulære struktur i hjertet og simulere forskellige kirurgiske indgreb. Endelig blev den bedste kirurgiske plan udviklet og gik glat.

Derefter, når operationen skifter fra "en hammer til lyden" til et re-testbart medicinsk middel, vil det uden tvivl betydeligt forbedre succesfrekvensen af operationen og reducere risikoen. På den anden side vil doktorns operationelle færdigheder også øges ved gentagen simulering af operationen, operationstiden vil blive forkortet, og patienten vil også undgå at lide ved længere drift.

Krydsende bakkerne, du skal gå windward

Derudover vil 3D-printteknologi endda blive brugt i medicinalindustrien for at opnå muligheden for, at patienter trykker på lægemidler efter behov; gøre rehabiliteringsudstyr som ortopædiske indlægssåler, høreapparater; trykkerimplantater som knogler. Det kan siges, at 3D-printteknologi påvirker medicinsk industriens retning i alle aspekter.

Imidlertid er 3D medicinsk behandling ikke perfekt, og der er stadig flere problemer i forbindelse med forfremmelsen.

1. Materiale problemer. I tidligere kirurgiske tilfælde var der ofte problemer med implantater i kroppen, der fik patienten til at lide sekundær smerte eller problemer med implantatet eller skade på menneskekroppen forårsaget af implantatet. Så, som en fremadrettet teknologi, skal 3D-printteknologi også overveje dette problem. Hvis det kun er til udskrivning, kan det være lidt lille for det. Hvis det kan udforske materialer, der er mere egnede til menneskekroppen, vil det også blive en vigtig del af teknologiens skæbne.

2. Problemer med markedsføringstilladelse. Hvis en teknologi kun er en vase, skal skæbnen være langvarig. Så til 3D-udskrivning eksisterer det stadig på nogle hospitaler med stærk finansiel styrke. Det gennemsnitlige 3D-printudstyr på markedet er hundredtusinder af dollars, og prisen på udstyr på hospitaler med højere præcisionskrav er højere. For eksempel er de medicinske krav til nøjagtigheden af 3D-udskrivning, blodkarrene på 3D-leveren, der er trykt af en japansk producent, tydeligt synlige, og det udstyr, der opnår en sådan præcision, er generelt uacceptabel for hospitaler. Derfor kan styrkelse af forskning og udvikling af teknologi og nedbringelse af udstyrsomkostninger være nøglefaktorer for den hurtige forsinkende forfremmelse.

3. Udskriv organets kinetiske energi. På nuværende tidspunkt, selvom en kortlivet lever kan skabes ved at overlejre celler, er det ikke en funktion, der ikke betyder, at den har leverfunktion. Faktisk er miljøet som redskaber uforligneligt med menneskekroppen, så der vil være forskelle i farmakologisk testning. Hertil kommer, at hvordan man får blodkar, der transporterer ilt og næringsstoffer, er et problem. Hvis dette problem ikke er løst, vil cellerne ikke overleve i lang tid. Hertil kommer, at dette 3D-printorgan også står over for problemet med afvisning af menneskekroppe i fremtiden. Er det bedre at tilpasse sig til kroppen end det nuværende levende organ, eller er det ikke accepteret? Vi er alle ukendte.

Og når et organ er involveret, vil nogen tale om etiske spørgsmål. Men da det er at redde liv bedre, bør kontroversen i dette spørgsmål ikke være særlig hård.

3D-udskrivning er stadig en ny ting for medicinsk industri. Vi har konstateret, at når en ny teknologi er oprettet, kan medicinsk industri ikke vente med at prøve det. Dette aspekt afspejler de medicinske problemers mangfoldighed og kompleksitet og afspejler på den anden side menneskets respekt og ærefrygt. Og denne respekt for livet vil også blive en uudtømmelig motivkraft for læger at bruge teknologi til at krydse bakkerne.