Ang 3D Printing ay Handa Na Para Makipaglaban sa Mga Plastic Body Implants

Matapos ang isang aksidente ay nag-iwan ng isang 40-taong-gulang na babae sa Sweden na may matinding pinsala sa ulo noong huling bahagi ng nakaraang taon, nakatanggap siya ng 3D-printed na implant na gawa sa isang plastic na tinatawag na PEEK upang ayusin ang kanyang bungo.

Iyon ang unang pagkakataon na ang isang ospital ay nagdisenyo at nag-print ng 3D ng ganitong uri ng implant on-site, at maaari itong patunayan ang punto ng pagbabago para sa 3D na pag-print sa pangangalagang medikal.

"Sa pagkakaalam namin, kami ang unang gumawa ng 3D implants sa buong mundo sa isang ospital, na nangangahulugan na ang mga implant ay mas maiangkop sa mga pasyente, sa simula pa lang," sabi ni Einar Heiberg Brandt, medical engineer sa Clinical Physiology sa Skåne University Hospital, Sweden. "Ito ay hahantong sa mas mabilis na mga operasyon at mas kaunting mga komplikasyon."

Ang 3D printing sa ospital ay nasa mga unang yugto pa rin, ngunit nagpapakita ng magandang pangako, sumasang-ayon ang mga eksperto sa industriya. Bagama't ang 3D printing ay ginamit sa pangangalagang pangkalusugan sa loob ng higit sa isang dekada upang gumawa ng mga titanium at stainless steel na implant, ang PEEK plastic ay nagpapalawak ng mga pagkakataon para sa teknolohiya na lumipat sa mga tindahan ng mga tagagawa ng medikal na aparato at sa mga lab sa mga ospital at klinika sa buong mundo.

Sa katunayan, ang mga medikal na pasilidad ay kumakatawan sa isang malawak na bagong merkado para sa 3D printing. Ang segment ng pangangalagang pangkalusugan ng industriya ng 3D na pag-print, na kinabibilangan ng mga dental at 3D-printed na mga parmasyutiko, ay kasalukuyang nagkakahalaga ng halos $3 bilyon.

3D Printing sa mga Ospital

Ang mga institusyon, gaya ng Mayo Clinic sa Minn. at mga ospital ng VA sa buong bansa, ay may malawak na 3D printing lab. Ang gawain doon ay kadalasang naka-print na 3D na partikular sa pasyente mga modelong medikal, mga tool sa pagsasanay sa kirurhiko, at orthopedic braces. Gayunpaman, sa hindi masyadong malayong hinaharap, ang mga ospital na ito ay maaaring 3D na pag-print ng mga implant na partikular sa pasyente sa PEEK para sa lahat ng uri ng operasyon.

Ang paggamit ng 3D printer at PEEK filament ay nagdudulot ng mahabang listahan ng mga benepisyo sa mga ospital, habang nagkakaroon pa rin ng malalaking hadlang. Ang pamamaraan, kung ihahambing sa mga tradisyunal na paraan ng paggawa ng mga medikal na kagamitan, katulad ng machining at injection molding, ay maaaring gawin on-site sa punto ng pangangalaga. Nangangahulugan ito ng mas mabilis na implant, mas mababang gastos, at mas malapit na koordinasyon sa pagitan ng surgeon at ng mga technician na gumagawa ng implant.

Sa pamamagitan ng paggamit ng data ng pasyente mula sa mga pag-scan at X-ray, ang mga ospital ay maaaring mag-print ng 3D ng custom na implant na akma nang eksakto sa espasyong may depekto.

Ipinapakita ng mga pag-aaral na ang mga implant na partikular sa pasyente ay nagpapaikli sa oras ng operasyon, nagpapababa ng mga panganib ng impeksyon, nagreresulta sa mas mahusay na mga resulta, at kapansin-pansing binabawasan ang tagal ng pananatili sa ospital. Ang 3D na pag-print ng mga implant kung kinakailangan ay nagpapagaan din sa ospital mula sa pagkakaroon ng imbentaryo ng mga mamahaling implant sa kamay.

Bagama't, sa ngayon, walang 3D-printed na PEEK implants na ginawa sa mga ospital na inaprubahan ng FDA, na maaaring magbago sa lalong madaling panahon.

Isang German start-up na dalubhasa sa 3D-printed PEEK skull implants, Kumovis, nagsasabing nakumpleto nito ang mga huling hadlang sa proseso ng pag-apruba ng FDA.

"Maraming kasabikan sa paligid ng 3D printing on-site sa mga ospital at ang mga proyektong nagtutulak sa pagmamanupaktura sa punto ng pangangalaga at nagpapakita kung ano ang posible," sabi ni Miriam Haerst, co-founder at co-CEO ng Kumovis.

Nakabatay sa South Carolina Mga 3D System, isa sa pinakamatanda at pinakamalaking tagagawa ng 3D printer sa mundo, kamakailan ay nag-anunsyo ng mga plano nitong makuha ang Kumovis upang mapalawak mula sa mga implant na metal sa SILIPIN implants sa punto ng pangangalaga.

"Habang nagiging mas madaling gamitin ang teknolohiya ng [3D printing] para sa mga medikal na propesyonal, mas maraming ospital ang makakapagtupad ng mga end-to-end na solusyon para sa personalized na operasyon," sabi ni Gautam Gupta, vice president at general manager ng 3D Systems medical device practice. "Maaabala nito ang mga kasalukuyang modelo ng pangangalagang pangkalusugan, pagbutihin ang kalidad ng pangangalaga, at higit sa lahat, magliligtas ng mas maraming buhay."

Ang pagkuha ng Kumovis ay angkop na angkop sa itinatag na negosyo ng pangangalagang pangkalusugan ng 3D Systems at nagdaragdag ng isang bagong pagtutok sa desentralisasyon sa paggawa ng mga medikal na implant.

"Ang paglipat ng pagmamanupaktura sa mga ospital ay magiging isang game-changer pagdating sa pagkakaroon ng mga implant," sabi ni Haerst.

Para sa mga ospital na maging mga tagagawa, gayunpaman, ay nangangailangan ng mga kawani ng teknikal at engineering, mga proseso ng regulasyon, kasama ang mga kagamitan. Ito ay maaaring pamahalaan on-site sa isang kooperatiba na kasunduan ng kasalukuyang mga tagagawa ng medikal na aparato, sabi ni Haerst.

SILIPIN Plastic kumpara sa Titanium para sa mga Implants

Ang PEEK ay nagkaroon ng pag-apruba ng FDA bilang isang implant na materyal sa loob ng maraming taon kapag na-machine, ngunit hindi pa noong naka-print na 3D. Bagama't ginagamit ang PEEK sa maraming implant sa merkado ngayon mula sa spinal cage hanggang sa bukung-bukong joints, kailangan pa ring patunayan ng 3D-printed na PEEK na mayroon itong parehong weight bearing at wear attributes gaya ng milled o molded PEEK.

Sa pangkalahatan, ang bio-compatible na materyal na ito ay may ilang nakikitang mga pakinabang kumpara sa stainless steel at titanium: ito ay magaan, permeable sa ultrasound, at halos hindi nakikita ng mga CT at MRI scan na nagbibigay-daan sa mas mahusay na pagsubaybay sa post-op.

Sa paglipas ng mga taon, ang 3D-printed na titanium ay nakakuha ng isang reputasyon para sa mas mahusay na pagsasama ng buto at libu-libong joint at spine implants ang 3D na naka-print bawat taon ng mga pangunahing tagagawa, tulad ng Stryker. Ngunit nagbago ang PEEK, sabi ni Marc Knebel, pinuno ng mga sistemang medikal sa Evonik, na gumagawa ng PEEK para sa 3D printing pati na rin ang injection molding at milling.

"Ngayon, ang PEEK ay maaaring idisenyo na may mga additives upang makakuha ng mga bagong tampok, tulad ng mas mahusay na osteointegration," sabi ni Knebel. "Nakikipagtulungan kami sa ilang mga ospital sa [3D-printed implants] na. Ang mga una ay magiging aktibo sa loob ng susunod na limang taon.

Malayo pa ang isang 3D printing lab na nasa tabi ng operating room na handang mag-churn ng mga indibidwal na implant na idinisenyo mula sa data ng pasyente sa isang sandali. Ang mga hadlang sa regulasyon ay nananatili, ang mga klinikal na pag-aaral ay isinasagawa pa rin, at ang pagbuo ng buy-in mula sa mga ospital ay magtatagal. Gayunpaman, ang nakikita natin ngayon ay ang mga innovator na gumagawa ng mga unang hakbang.