未来の職業:医学における3Dプリンティング

こんにちは、Habr!



3Dプリンティングは、携帯電話やコンピューターを使用していた以前のように、ゆっくりと私たちの生活に入ってきています。 しかし、今では、ITの分野でのいくつかの革新に驚くことはほとんどありません。 3Dプリンターで印刷され、生体に埋め込まれた椎骨についてのニュースを忘れていないでしょう。 近いとは、身体や臓器の一部を文字通り印刷できる時間です。



新しい機会は、スペシャリストの新しい要件を切り開きます。



これは別個の非常に複雑なトピックであるため、「外部」の補綴物については意図的に触れませんでした。



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歯科



2012年、3Dプリンターで印刷された下顎インプラントの最初の移植手術が行われました。 素材はチタンです。 アーティスト-LayerWise。







この夏、さらに2つの「ラッキー」が新しい下顎の所有者になりました。 そのうちの1人は腫瘍のために顎を失い、2人目はそれを骨折しました。 どうやら、非常に強いので、彼らは収集できませんでした。







これらは、キンバリー病院の歯科医です。



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歯科の3D印刷技術は1999年以来使用されています。 この分野の先駆者はAlign Technologyであり、ブレースに代わる歯科用キャップの製造と販売を開始しました。



背骨



椎間板の問題はかなり一般的なものです。 最近、私もそれに遭遇しました。私は、神経学者が主張するように、頸椎の1つが面取りされています。 スポーツの結果。 しかし、プルシェンコは、結局のところ、どういうわけか人工脊椎に乗って走り続けています-そして生きています。



この分野の発展の王冠は、脊髄の悪性腫瘍を持つ12歳の少年の脊椎に対する北京の科学者の最近の手術です。 椎骨の材料は多孔質であるため、科学者は椎骨を変更する必要はありません。単に骨組織で大きくなりすぎます。つまり、身体の不可欠な部分になります。



唯一のマイナスは、プラスの束を除きます。リハビリテーションは、従来の素材を使用するよりも少し時間がかかります。







頭蓋骨



ボリューム印刷を使用して、患者の頭蓋骨の75%が交換されました 。 良い指標。 この手術は2013年3月4日にアメリカで行われました。患者の頭蓋骨のスキャンモデルで2週間の作業を行った後に行われました。 結果は、フォームの最小の詳細を繰り返します。



Oxford Performance Materialsによると、米国では毎月300〜500人がこのような手術を必要とする患者になる可能性があります。 これらには、交通事故の犠牲者、軍人、頭蓋骨に腫瘍があるがん患者が含まれます。



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その他の骨



なぜ骨補綴の面で3Dプリントが非常に効果的ですか?



1)スピード。 従来のプロテーゼ鋳造技術の使用は長いプロセスです。

2)明度。 ちなみに、重量はチタン製プロテーゼの多孔度を変えることで調整できます。

3)気孔率。 プロテーゼが生体組織でより速く「成長」できるのは、この品質です。



今年6月、中国で骨盤の鎖骨、肩甲骨および右腸骨が移植されたいくつかの手術が行われました。 手術の適応は癌性腫瘍です。



これは、プリンターで印刷された肩甲骨です。

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そして、ここでは医師の手の中に、人工器官ではなく、骨盤の3Dモデルが見えます。 私たちの目の前にこのようなモデルがあると、医師は手術中により速く、より効率的に作業することができました。







関節



今年の初めに、3Dプリンターで印刷された膝関節が移植された最初の人が米国に現れました。



従来のインプラントよりも優れているのはなぜですか? 本質は「ささいなこと」にあります。通常、膝関節の補綴物には補綴物が選択され、その後、骨が鋭利になります。 印刷の場合、開発者はコンピューター断層撮影の結果を取得し、この患者にできるだけ自然にフィットするジョイントを作成しました。



彼女はコンフォーマス企業のこの仕事に従事していました。 マイク・マイヤーズによれば、今では普通に歩いており、ゴルフもしている。四分の一ごとに止まるのではなく、彼は体に異物を感じない。



このタイプのジョイントと従来のスチールおよびプラスチックジョイントのもう1つの重要な違いは、「クラシック」を10〜20年で変更する必要があることです。



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今年イギリスでは、股関節を印刷されたものに交換する手術が行われました。 71歳の祖母は彼女の足元に引き上げられました。 材料もチタン粉末です。



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耳介



そして、これは単なるシェルではなく、本当のバイオニックの耳です。 人だけがまだ縫われていません。



生きている人間の細胞の参加で作られたこのデバイスには、誘導無線アンテナが含まれています。 これはまだ作業中の概念です。 3Dプリンティングでのナノエレクトロニクスの使用をテストするために作成されました。



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肝臓



2013年の薬物研究では、科学者は肝臓組織を3Dプリンターで印刷することができました。 使用した材料は、肝細胞、星細胞、および血管の内側を覆う上皮細胞でした。



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バイオプリンティングプロセス。







補綴物で3Dプリントを使用する際の主な問題は、血液の供給です。 結局のところ、組織内のすべての細胞は毛細血管の隣に位置しています。 これまでのところ、科学者はこの問題を解決していません。



整形外科製品



表面上のアイデア:スキャン後に整形外科用インソールを3Dプリンターで印刷することは、非常に簡単かつ迅速になります。



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操作中のヘルプ



目の前に3Dモデルがあると、手術中に外科医が生きている人の内部をナビゲートするのがはるかに簡単になります。



さらに、がんが手術不能であると判明した少女に対して手術が行われる場合。 これらの画像にモデルが表示されている12歳の少女の腫瘍は脊椎に近すぎ、健康な組織、臓器、静脈、動脈に囲まれていました。 医師はこの印刷された3Dモデルを使用し、その助けを借りて慎重に手術を計画したため、この危険な手術は成功しました。



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世界中の3Dハートレイアウトのライブラリも現在組み立てられています。 印刷された心臓は、スキャンの結果を確認することと、それらをフルサイズに保つことの1つであるため、医師が手術を計画するのにも役立ちます。



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医学の分野における3Dプリンティングは、まだその潜在能力を十分に発揮していません。 多くの人がそのことを確信しています-臓器のリアルタイムでの印刷。 おそらくこれの前に10-12年があります。 そのため、医師はドナーが事故を起こすのを待たずに、心臓を残します。医師は必要な検査を受けて正しい臓器を印刷するだけです。



1980年代からの大量印刷の歴史は、この機会に私たちを導きます。 そして、ビジネスを行うための新たな仕事と機会が生まれます。その目的は、外科医が手術を行い、新しいタイプの人工装具や研究材料を開発および作成し、薬物をテストし、バイオプリンティング組織を作成することを支援することです。



新しい機会とトレンドは、スペシャリストに新しい要件をもたらします。 これが、「バイオアーキテクト」という職業が3Dプリントの分野でどのように現れるかです。



各人の臓器は同じではなく、移植中の損傷は、新しい臓器のサイズと独自の機能を調整することで軽減できます。 新しいオルガンを印刷できる場合、古いオルガンの最高の機能をすべて使用できますが、同時に欠陥を修正できます。 医学、解剖学、3Dモデルの操作方法、3Dプリンティングを理解し、新しい印刷可能な臓器を文字通り修正できる専門家が必要であることがわかりました。



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