3D-друк гатовы да рашэння пластыкавых імплантаў

Пасля няшчаснага выпадку, у выніку якога 40-гадовая жанчына ў Швецыі атрымала цяжкую траўму галавы ў канцы мінулага года, ёй усталявалі 3D-друкаваны імплантат, зроблены з пластыка пад назвай PEEK, каб аднавіць яе чэрап.

Гэта быў першы раз, калі бальніца спраектавала і надрукавала імплантат такога тыпу на 3D на месцы, і гэта можа стаць паваротным момантам для 3D-друку ў медыцынскай дапамозе.

«Наколькі нам вядома, мы першыя ў свеце вырабляем 3D-імплантаты цалкам у бальніцы, а гэта азначае, што імплантаты будуць лепш адаптаваны да пацыентаў з самага пачатку», — кажа Эйнар Хейберг Брандт, медыцынскі інжынер клінічнай фізіялогіі ўніверсітэцкай бальніцы Сконэ, Швецыя. «Гэта прывядзе да больш хуткіх аперацый і меншай колькасці ускладненняў».

Эксперты галіны пагаджаюцца, што 3D-друк у бальніцы ўсё яшчэ знаходзіцца на ранніх стадыях, але вельмі перспектыўная. Хоць 3D-друк выкарыстоўваецца ў ахове здароўя больш за дзесяць гадоў для вытворчасці імплантатаў з тытана і нержавеючай сталі, пластык PEEK пашырае магчымасці для перамяшчэння гэтай тэхналогіі з цэхаў вытворцаў медыцынскіх прылад у лабараторыі ў бальніцах і клініках па ўсім свеце.

Фактычна медыцынскія ўстановы ўяўляюць сабой велізарны новы рынак для 3D-друку. Сегмент аховы здароўя ў індустрыі 3D-друку, які ўключае стаматалагічную і надрукаваную на 3D-друкарцы фармацэўтычную прадукцыю, у цяперашні час ацэньваецца амаль у 3 мільярды долараў.

3D-друк у бальніцах

Такія ўстановы, як клініка Майо ў Мінесоты і бальніцы Вірджыніі па ўсёй краіне, маюць шырокія лабараторыі 3D-друку. Праца там у асноўным надрукавана на 3D-друку для канкрэтных пацыентаў медыцынскія мадэлі, хірургічныя навучальныя інструменты і артапедычныя брекеты. Аднак у недалёкай будучыні гэтыя бальніцы могуць надрукаваць спецыяльныя імплантаты для пацыентаў у фармаце PEEK для 3D-друку для ўсіх тыпаў аперацый.

Выкарыстанне 3D-прынтара і ніткі PEEK прыносіць шпіталям доўгі спіс пераваг, у той жа час маючы істотныя перашкоды. У параўнанні з традыцыйнымі спосабамі вырабу медыцынскіх вырабаў, а менавіта механічнай апрацоўкай і ліццём пад ціскам, гэты метад можа быць зроблены на месцы ў пункце медыцынскай дапамогі. Гэта азначае больш хуткія імплантаты, меншыя выдаткі і больш цесную каардынацыю паміж хірургам і спецыялістамі, якія вырабляюць імпланты.

Выкарыстоўваючы дадзеныя пацыента, атрыманыя са сканавання і рэнтгенаўскіх здымкаў, бальніцы могуць 3D-друкаваць індывідуальны імплантат, які дакладна ўпісваецца ў месца дэфекту.

Даследаванні паказваюць, што імплантаты, прызначаныя для канкрэтнага пацыента, скарачаюць час аперацыі, зніжаюць рызыку заражэння, забяспечваюць лепшыя вынікі і значна скарачаюць працягласць знаходжання ў бальніцы. 3D-друк імплантаў па меры неабходнасці таксама пазбаўляе бальніцу ад неабходнасці захоўваць пад рукой спіс дарагіх імплантатаў.

Нягледзячы на ​​тое, што на сённяшні дзень няма імплантатаў PEEK, надрукаваных на 3D, вырабленых у бальніцах, ухваленых FDA, гэта можа хутка змяніцца.

Нямецкі стартап, які спецыялізуецца на 3D-друкаваных імплантатах чэрапа PEEK, Кумовіс, кажа, што гэта завяршае апошнія перашкоды ў працэсе зацвярджэння FDA.

«Ёсць вялікі ажыятаж вакол 3D-друку на месцы ў бальніцах і праектаў, якія стымулююць вытворчасць на месцы медыцынскай дапамогі і паказваюць, што магчыма», — кажа Мірыям Херст, сузаснавальнік і сугенеральны дырэктар Kumovis.

Базуецца ў Паўднёвай Караліне 3D сістэмы, адзін з найстарэйшых і найбуйнейшых вытворцаў 3D-прынтараў у свеце, нядаўна абвясціў аб сваіх планах набыцця Kumovis з мэтай пашырэння з металічныя імплантаты да імплантатаў PEEK у пункце сыходу.

«Паколькі тэхналогія [3D-друку] становіцца больш зручнай для медыцынскіх работнікаў, усё больш бальніц змогуць укараняць скразныя рашэнні для персаналізаванай хірургіі», — кажа Гаўтам Гупта, віцэ-прэзідэнт і генеральны менеджэр практыкі медыцынскіх прылад 3D Systems. «Гэта парушыць існуючыя мадэлі аховы здароўя, палепшыць якасць абслугоўвання і, што вельмі важна, выратуе больш жыццяў».

Набыццё Kumovis добра ўпісваецца ў вядомы бізнес 3D Systems у галіне аховы здароўя і дадае новы акцэнт на дэцэнтралізацыі вытворчасці медыцынскіх імплантатаў.

«Перанос вытворчасці ў бальніцы зменіць гульню, калі справа даходзіць да даступнасці імплантатаў», — кажа Хэрст.

Аднак каб бальніцы сталі вытворцамі, неабходны тэхнічны і інжынерны персанал, нарматыўныя працэсы і абсталяванне. Гэтым можна кіраваць на месцы ў рамках пагаднення аб супрацоўніцтве з цяперашнімі вытворцамі медыцынскіх вырабаў, кажа Хэрст.

Пластык PEEK супраць тытана для імплантатаў

PEEK атрымаў адабрэнне FDA у якасці матэрыялу для імплантацыі на працягу многіх гадоў пры машыннай апрацоўцы, але яшчэ не пры 3D-друку. Нягледзячы на ​​тое, што PEEK выкарыстоўваецца ў шматлікіх імплантатах, прадстаўленых сёння на рынку, ад спіннамазгавых клетак да галёнкаступнёвых суставаў, PEEK, надрукаваны на 3D, яшчэ павінен даказаць, што ён мае такія ж характарыстыкі вытрымкі і зносу, што і фрэзераваны або адліты PEEK.

У цэлым, гэты біясумяшчальны матэрыял мае некалькі відавочных пераваг у параўнанні з нержавеючай сталлю і тытанам: ён лёгкі, пранікальны для ультрагуку і практычна нябачны для КТ і МРТ, што забяспечвае лепшы пасляаперацыйны маніторынг.

З гадамі тытан, надрукаваны на 3D-друку, заваяваў рэпутацыю чалавека, які лепш інтэгруе косці, і тысячы імплантатаў для суставаў і пазваночніка штогод друкуюцца ў 3D-тэхналогіях буйнымі вытворцамі, такімі як Stryker. Але PEEK змяніўся, кажа Марк Кнебель, кіраўнік медыцынскіх сістэм кампаніі Эвонік, якая вырабляе PEEK для 3D-друку, а таксама для ліцця пад ціскам і фрэзеравання.

«Сёння PEEK можа быць распрацаваны з дадаткамі для атрымання новых функцый, такіх як лепшая астэаінтэграцыя», - кажа Кнебель. «Мы ўжо працуем з некалькімі бальніцамі над [надрукаванымі на 3D] імплантатамі. Першыя будуць дзейнічаць на працягу бліжэйшых пяці гадоў».

Да лабараторыі 3D-друку, размешчанай побач з аперацыйнай, гатовай вырабляць індывідуальныя імплантаты, распрацаваныя з дадзеных пацыентаў, яшчэ далёка. Нарматыўныя перашкоды застаюцца, клінічныя даследаванні ўсё яшчэ працягваюцца, і для пакупкі бальніц спатрэбіцца час. Але тое, што мы бачым сёння, - гэта тое, што наватары робяць першыя крокі.