Kirurgens Hjælper: 3D-Udskrivning Er Revolutionerende Sundhedsvæsen (Op-Ed)

{h1}

Fra ansigtsrekonstruktion til brugerdefinerede børneproteser er en eksplosion i medicinsk billedbehandling og 3d-printteknologi en ny dimension til personlig medicin.

Scott Dunham er senioranalytiker for SmarTech Markets Publishing, der udelukkende fokuserer på additivproduktion og 3D-udskrivning. Dunham er en regelmæssigt fremtrædende højttaler på 3D-printindustrien begivenheder over hele verden, og han vil præsentere på topmødet om additiv afbrydelse den 1. april og RAPID-konferencen den 19. maj. Han bidrager denne artikel til WordsSideKick.com's Ekspert stemmer: Op-Ed & Insights.

Sundhedspleje er et konstant debatemne i dag - men sundhedspleje handler ikke kun om politik. Innovationer inden for behandling og teknologi er revolutionerende, hvordan vi bryr os om hinanden, selv om der stadig er praksis, der er bemærkelsesværdigt forældede eller mangler målet om at forbedre eller redde liv. Nu, med den hurtige udvikling af additivfabrikation - de stadig mere populære teknologier, der ofte omtales som 3D-printere - fremmes sundhedssiden fremad på måder, der både er velkendte og dramatisk nye.

Mens producenter af professionelle 3D-printere udvikler sig specifikt og fremmer dental anvendelse til 3D-trykt teknologi, går universet for ikke-tandlægebehandlinger nu ind i en fase med hurtig vækst.

Lad ikke lilla af hendes 3D-trykte proteser narre dig, hun er en stor fan af Captain America.

Lad ikke lilla af hendes 3D-trykte proteser narre dig, hun er en stor fan af Captain America.

Kredit: Jen Owen, e-NABLE

3D-udskrivning: En model af personlig medicin

I forbindelse med fremstilling er 3D trykning til medicinske applikationer faktisk helt unik i forhold til andre populære industrier som luftfart, bilindustrien og andre. Hvorfor? Det indlysende svar er det menneskelige element, der er til stede i alle sundhedsanvendelser, hvor ofte omkostninger bliver en sekundær bekymring for et vellykket resultat, der sparer et liv eller forbedrer kvaliteten væsentligt. [7 kølige anvendelser af 3D-trykning i medicin]

Men vi har for nylig produceret en 10-årig prognose for feltet, og der er en usædvanlig stærk synergi blandt digitale 3D-design, medicinsk billedbehandling og 3D-trykning til medicinske applikationer. De tre udgør en trifekta af medicinsk problemløsende kraft, hvor lægerne kan anvende patientspecifikke data til at indfange, manipulere og i sidste ende anvende fysiske løsninger af alle former og størrelser gennem 3D-udskrivning. Uden sådan teknologi ville personlig medicin være vanskelig, da patienterne vil have brug for unikke dele, som hurtigt og enkelt kan fremstilles.

Der er to særligt interessante områder, hvor 3D-trykning har potentiale til at påvirke millioner af liv gennem en række revolutionerende medicinske løsninger: kirurgi og behandling af ellers intractable sundhedsforhold.

Revolutionerende kirurgisk praksis

I dagens driftsrum er 3D-trykte applikationer i operationsstuen generelt begrænset til et forholdsvis lille antal procedurtyper, selvom læger let kan anvende lektionerne fra en operation til mange andre. For eksempel er banebrydende casestudier i brugen af ​​trykte 3D-medicinske modeller hurtigt stigende interesse og brug af teknologien i tilfælde som 2-årige Mina Khan og hjertemodellen, der tillod kirurger at opbygge et brugerdefineret implantat for at patchere en defekt i hjerteets ventrikler.

Kirurger finder, at 3D-printteknologi kan reducere driftstiden, mindske risikoen for fejl eller komplikationer og give bedre resultater for patienterne ved brug af 3D-trykte kirurgiske modeller og værktøjer - det fremgår af de seneste bestræbelser på at udføre ansigtstransplantationer eksempel.

Professionelle 3D-printere indarbejder nu fotohærdbare harpikser af forskellige strukturer, gennemsigtighed og fleksibilitet - så før kirurgi kan kirurger nu planlægge komplekse operationer med CT-scanningsdata på patientens knogler, blodkar eller andre organer, konverteret til en 3D-printbar digital fil der kan manipuleres og studeres. Og til operationer, der involverer skæring eller boring i skeletstrukturer - såsom kæbeoperationer, knæudskiftninger og andre joint-relaterede procedurer - skaber 3D-tryk også den perfekte pasform gennem trykte brugerdefinerede hjælpelinjer og værktøjer.

Ved hjælp af medicinsk billeddannelse og 3D-modelleringsteknologi kan lægerne nu også bruge 3D-printere til at oprette midlertidige værktøjer, der er fastgjort til patientens skeletstruktur for at give en præcis "blueprint" til omformning af knoglestruktur, så de passer perfekt til implantater i standard størrelse. Brugerdefinerede borestyringer sikrer, at skruerne er placeret præcist for at sikre den bedste pasform med patientens krop.

I løbet af 10 år er det højst sandsynligt, at 3D-printede medicinske modeller og brugerdefinerede kirurgiske hjælpelinjer vil være standardproceduren for en række operationer, herunder hjerteoperation, kæbekirurgi, knæudskiftninger, hofteudskiftninger, kraniumimplantater, skulderoperationer, rygproblemer og mange andre.

En ung Thor kobler Mjölnir med sin nytrykte protes.

En ung Thor kobler Mjölnir med sin nytrykte protes.

Kredit: Jen Owen, e-NABLE

Bringe behandling til det ubehandlede

Et af de mest inspirerende resultater fra den hurtige udvidelse af 3D-trykte medicinske løsninger er evnen til at hjælpe patienter, der tidligere havde lidt håb om behandling. Uanset om det skyldes økonomiske hindringer eller de unikke omstændigheder i en tilstand, kan millioner af mennesker over hele kloden ikke gennemgå kritiske operationer. Nu, i nogle tilfælde hjælper 3D-udskrivning med at fjerne disse forhindringer.

Et særligt fantastisk eksempel er i tilfælde af proteser og transradial (under albuen) proteser.Behovet for sådanne proteser, i forhold til den samlede markedsværdi, tilføjer ikke bare de fleste medicinsk udstyrsvirksomheder. Traditionelle transradialproteser er ekstremt dyre: normalt $ 10.000 til $ 20.000 eller mere pr. Enhed. Præstika kan nedbrydes fra udstrakt brug, og hvis patienten er ung og stadig vokser, er en protesløsning simpelthen ikke praktisk - især hvis patienten har et andet fuldt funktionelt lem til at falde tilbage. Tusinder, om ikke hundreder af tusinder af mennesker, der kunne leve måleligt bedre liv med en transradial protese, har simpelthen ikke en levedygtig løsning. [3-D Trykt materiale efterligner biologisk væv]

Men 3D-udskrivning ændrer dette - og hurtigt.

I de sidste to år har der været en revolution i antallet af helt tilpassede, funktionelle proteser, der kan udskrives af selv de billigeste 3D-printere. Samlede omkostninger (inklusive materialer) til disse er ofte mindre end et par hundrede dollars, som frivillige samfund som e-Nable forbinder dem med printere og erfaring til dem, der har brug for en protese.

Dette er en 3D-trykt model, der bruges til planlægning af ansigtstransplantation.

Dette er en 3D-trykt model, der bruges til planlægning af ansigtstransplantation.

Kredit: RSNA

Selv for folk der ikke ejer en printer, er funktionelle proteser hende pludselig blevet en mulighed - herunder børn, der ellers ville have kæmpet gennem barndommen, da børn vokser proteser i løbet af få måneder. Nu kan en person med en printer udskrive et barns nye enhed på mindre end 24 timer. Og proteser kan indarbejde tilpassede designs, der er unikke for hver patient. En række meget glade børn bruger i øjeblikket hænder modelleret efter deres yndlings superhelte.

3D-printbare implantater af hofte og rygsøjlen, mens det stadig er en meget lille del af det samlede implantatmarked, er et andet godt eksempel på, hvordan teknologien kan bringe behandlinger til mennesker, der måske har været betragtet som ubehandlede.

Specialmedicinske implantatudbydere bruger industrielle printere til at oprette brugerdefinerede implantater til patienter, der ellers ville have store problemer med at finde en traditionel implantatløsning. Den aldrende befolkning fortsætter med at blive tungere, og det er ikke ualmindeligt, at folk med dårlige hofter og knæ har anden eller endda tredje procedurer som deres kroppe - og traditionelle implantater - nedbrydes. Specialimplantater fremstillet gennem 3D-trykning er ofte den eneste måde at behandle nogle af disse patienter med ethvert håb om langsigtet succes.

Hvad er næste?

Ud over beprøvede løsninger som modeller, kirurgiske hjælpelinjer og implantater, undersøger ingeniører også fremgangsmåder, der er meget mere eksperimentelle, men med potentiale for livsforandrende konsekvenser.

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

Status quo for brudstyrker har været stort set uovervåget i årtier. Den traditionelle glasfiberpakning kræver specialister og påvirker hverdagen væsentligt på grund af dets omfangsrige design og begrænsninger for at forblive tørre. Det kan snart blive udfordret af elegante 3D-printbare bøjler, der kan snappes til og fra i sekunder, samtidig med at huden kan trække vejret, så den ikke nedbrydes som med en traditionel glasfiberpakning. Evnen til nemt og hurtigt at sætte på eller fjerne bøjlen eliminerer 90 procent af udnævnelsestiden, som en brudpatient bruger med en specialist, hvilket sparer over de samlede omkostninger. Og det slanke formformede design giver brugeren langt mere frihed til at fortsætte det normale liv, mens han helbreder sig fra skade.

Nogle 3D-printbare sundhedsløsninger er stadig et igangværende arbejde. Mens transradialproteser for hånden er i gang, stiller proteser til benkamputer stadig betydelige udskrivningsudfordringer: De lettest tilgængelige printere og udskriftsmaterialer kan simpelthen ikke modstå det konstante belastningsprostetik kræver. Skræddersyede 3D-printede "fairings" - i det væsentlige et æstetisk ekstraudstyr til en traditionel metalbenprotese - handler om det eneste område 3D-trykning har været i stand til at forbedre for benproteser. Men potentialet for fremtidige innovationer på disse og andre områder vokser. [De 10 mærkeligste ting lavet af 3D-udskrivning]

Det er denne vilje hos innovatører i medicinsk design at tænke uden for normen, da 3D-udskrivning bringer motoren til forandring i sundhedsplejen. 3D-trykte medicinske applikationer, enten i de mest eksperimentelle faser eller på randen af ​​revolutionerende traditionel medicinsk praksis, handler om tre ting: Evnen til at behandle flere mennesker, hvor det tidligere ikke var muligt bedre resultater for patienterne og mindre tid kræves under direkte pleje af læge-specialister. Dette er fremtiden for sundhedsvæsenet - 3D-udskrivning gør det muligt for læger at behandle flere patienter uden at ofre resultaterne.

Følg alle spørgsmålene og debatterne fra Expert Voices - og blive en del af diskussionen - på Facebook, Twitter og Google+. Synspunkterne er de af forfatteren og afspejler ikke nødvendigvis udgiverens synspunkter. Denne version af artiklen blev oprindeligt udgivet på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com