Скелет в 3D: как напечатать кости | Forbes.ru
сюжеты
$58.77
69.08
ММВБ2143.99
BRENT63.25
RTS1148.27
GOLD1256.54

Скелет в 3D: как напечатать кости

читайте также
+2699 просмотров за суткиВолшебные пилюли. Как молодые американские компании меняют будущее медицины +377 просмотров за суткиПьер Моно: «Мы лечим рак и сохраняем пациенту орган» +153 просмотров за суткиМиллиардер Шон Паркер рассказал, как новые технологии спасут человечество от рака +337 просмотров за суткиДмитрий Ульянов: «Для нас комфорт и безопасность пациента — безусловный приоритет» +28 просмотров за суткиБорьба с болезнями крови: пять победителей и один проигравший +281 просмотров за суткиТехнологические тренды 2018 года: жить долго и не болеть +26 просмотров за суткиДоктор на час. Как американская медицина освоила новые правила игры +15 просмотров за суткиУдивительная цена. Новый руководитель Novartis рассказал о лечении рака стоимостью $475 000 +281 просмотров за суткиЕва Василевская: «Нет такой проблемы с кожей, с которой к нам нельзя было бы обратиться» +164 просмотров за суткиНаталья Ривкина: «Депрессия — опасная болезнь» +12 просмотров за суткиПо волосам не плачут: как устроен бизнес клиники трихологии +5 просмотров за суткиВодоросли против рака. Как научить микророботов лечить болезнь +14 просмотров за суткиСалим Нидаль: «Лучевая терапия может сохранить не только орган, но и его функции» +7 просмотров за суткиТехнологии против рака: как сократить срок постановки диагноза до двух дней Глава Минздрава Вероника Скворцова: «Я никогда не мечтала быть министром» Не пить и не курить. Минздрав хочет сэкономить на лечении россиян +9 просмотров за суткиБорьба за выживание. Погибнет ли человечество из-за устойчивости к антибиотикам Нездоровая практика: на какие уловки идут медицинские стартапы ради прибыли +12 просмотров за суткиПодробный анализ. Догонит ли владелец «Гемотеста» бессменного лидера рынка +4 просмотров за суткиИндивидуальное лекарство от рака впервые начали тестировать в США +16 просмотров за суткиАндрей Лобузнов: «Мы помогаем нашим пациентам выглядеть и чувствовать себя на 15 лет моложе»
Мнения #хирургия 03.10.2015 12:00

Скелет в 3D: как напечатать кости

Владимир Комлев Forbes Contributor
REUTERS/Jason Lee
Новые технологии позволяют изготовить аналог костной ткани человека за несколько часов

Важнейшей задачей современной медицины является увеличение продолжительности жизни людей и улучшение ее качества. Поэтому разрабатываются новые подходы к лечению пациентов, внедряются новые технологии и новые материалы.

Одной из наиболее распространенных медицинских проблем является поражение костных тканей скелета, связанное с их патологической деградацией (остеопорозом), воспалительными процессами и онкологией. В развитых странах число пациентов с хроническими заболеваниями такого рода достигает около 50% населения старше 50 лет. А прирост населения и увеличение продолжительности жизни приведут к тому, что к 2020 году число пожилых людей удвоится. 

Лечение заболеваний костных тканей, особенно злокачественных опухолей, часто связано с хирургическим вмешательством. И тут серьезной проблемой становится послеоперационное восстановление нарушенных функций — как отдельных органов частей скелета, так и всего опорно-двигательного аппарата. 

Поэтому очень нужны новые материалы медицинского назначения, предназначенные для контакта со средой живого организма. Еще более востребованы специализированные биосовместимые изделия для нового направления — регенеративной медицины, связанной с разработкой и применением биоискусственных тканей. 

Ежегодный бюджет медицинских центров в Европе, США и Японии, занимающихся проведением фундаментально-прикладных исследований в области тканевой инженерии, составляет сотни миллионов долларов. В России, к сожалению, производство функционально-ориентированных биоматериалов нового поколения находится все еще в зачаточном состоянии, а промышленные технологии изготовления из них инженерных конструкций для регенерации различных костных дефектов практически отсутствуют. 

На основании накопленного клинического опыта, биологических знаний и опыта работы с биоматериалами были сформулированы основные общие требования к биоматериалам. А именно, они должны: 

• соответствовать костной ткани по минеральному составу и механическим характеристикам; 

• иметь кинетику биодеградации (растворения), коррелирующую с кинетикой образования костной ткани de novo (для биодеградируемых материалов); 

• быть остеокондуктивными, а в идеальном случае — и остеоиндуктивным, т.е. формирующими биологические стимулы для остеогенеза, и быть пригодным для комбинирования с биологически активными компонентами, усиливающими регенеративный потенциал имплантируемой системы. 

Требованию биологической совместимости и остеокондуктивности удовлетворяют материалы на основе синтетических форм фосфатов кальция — биокерамика, а также различные природные и синтетические полимеры. 

Для изготовления персонализированных трехмерных структур заданной архитектуры из таких материалов в мире все чаще используют технологии аддитивного производства (в частности, технологии 3D-печати), основанные не на удалении материала из заготовки (точение, фрезировка) или изменении ее формы (деформация, штамповка), а на постепенном наращивании (добавлении) материала в заданной области пространства. Эти технологии базируются на послойном формировании объемных изделий по их трёхмерным компьютерным образам. 

Методология аддитивного производства достаточно проста и включает в себя следующие стадии:

1) создание компьютерной модели требуемого материального объекта; 

2) разделение компьютерной модели на слои; 

3) последовательное, слой за слоем, изготовление твердого объекта требуемых размеров, формы и внутренней структуры с применением различных физико-химических методов (например, лазерной стереолитографии, селективного лазерного спекания и т.д.).

Модель может быть сконструирована при помощи различных программ трехмерного проектирования с последующим преобразованием полученных файлов в форматы, используемые для формирования изделия. Кроме того, полученные файлы могут передаваться непосредственно в управляющий компьютер системы быстрого прототипирования. 

Преимущество быстрого прототипирования становится особенно очевидным при его использовании вместе с современными методами медицинской диагностики. Трехмерная модель органа или фрагмента ткани реального пациента может быть получена на рентгеновском томографе. Затем можно оперативно изготовить ее точную копию или копию, пригодную для имплантации без дополнительной подгонки. Можно дополнительно ввести или убрать определенные детали, создать требуемую архитектуру.

Весь процесс от начала получения томограммы до окончания изготовления имплантата займет всего несколько часов.

В последние годы, в связи с «взрывным» развитием материально-технической базы трехмерной печати и стремительно возросшим количеством исследовательских групп, число работ и многообещающих результатов в области создания материалов для реальных технологий аддитивного производства индивидуальных имплантатов на основе керамики и полимеров резко возросло. Можно надеяться, что уже скоро новые материалы и технология трехмерной печати позволят решить многие проблемы в области ортопедии, стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии и онкологии. 

Закрыть
Уведомление в браузере
Будь в курсе самого главного.
Новости и идеи для бизнеса -
не чаще двух раз в день.
Подписаться