پرینت سه بعدی آماده مقابله با ایمپلنت های بدنه پلاستیکی است

پس از تصادفی که یک زن 40 ساله در سوئد را در اواخر سال گذشته با آسیب دیدگی شدید سر مواجه کرد، برای ترمیم جمجمه، ایمپلنتی با پرینت سه بعدی از پلاستیکی به نام PEEK دریافت کرد.

این اولین باری بود که یک بیمارستان یک ایمپلنت از این نوع را در محل طراحی و پرینت سه بعدی کرد و می‌توانست نقطه عطفی برای پرینت سه بعدی در مراقبت‌های پزشکی باشد.

Einar Heiberg Brandt، مهندس پزشکی در فیزیولوژی بالینی می‌گوید: «تا جایی که می‌دانیم، ما اولین کسی هستیم که ایمپلنت‌های سه بعدی را کاملاً در بیمارستان می‌سازیم، به این معنی که ایمپلنت‌ها از همان ابتدا با بیماران سازگارتر خواهند شد.» در بیمارستان دانشگاه اسکنه، سوئد. این منجر به جراحی‌های سریع‌تر و عوارض کمتری می‌شود.»

کارشناسان صنعت با این عقیده موافق هستند که چاپ سه بعدی در بیمارستان هنوز در مراحل اولیه است، اما نویدبخش آن است. اگرچه بیش از یک دهه است که از پرینت سه بعدی در مراقبت های بهداشتی برای تولید ایمپلنت های تیتانیوم و فولاد ضد زنگ استفاده می شود، پلاستیک PEEK فرصت هایی را برای این فناوری گسترش می دهد تا از طبقه فروشگاه های تولیدکنندگان تجهیزات پزشکی به آزمایشگاه ها در بیمارستان ها و کلینیک ها در سراسر جهان منتقل شود.

در واقع، امکانات پزشکی بازار وسیع جدیدی را برای چاپ سه بعدی نشان می دهد. بخش مراقبت های بهداشتی صنعت چاپ سه بعدی، که شامل داروهای دندانپزشکی و پرینت سه بعدی می شود، در حال حاضر نزدیک به 3 میلیارد دلار ارزش دارد.

پرینت سه بعدی در بیمارستان ها

موسساتی مانند کلینیک مایو در بیمارستان‌های Minn. و VA در سراسر کشور، آزمایشگاه‌های گسترده چاپ سه بعدی دارند. کارهای آنجا عمدتاً به صورت پرینت سه بعدی مخصوص بیمار است مدل های پزشکی، ابزارهای آموزشی جراحی و بریس های ارتوپدی. با این حال، در آینده ای نه چندان دور، این بیمارستان ها ممکن است ایمپلنت های مخصوص بیمار را در PEEK برای انواع جراحی ها پرینت سه بعدی کنند.

استفاده از پرینتر سه بعدی و فیلامنت PEEK لیست بلندبالایی از مزایا را برای بیمارستان ها به ارمغان می آورد، در حالی که هنوز موانع قابل توجهی دارد. این روش، در مقایسه با روش‌های سنتی ساخت دستگاه‌های پزشکی، یعنی ماشین‌کاری و قالب‌گیری تزریقی، می‌تواند در محل در محل مراقبت انجام شود. این به معنای ایمپلنت سریع تر، هزینه کمتر و هماهنگی نزدیک تر بین جراح و تکنسین های تولید کننده ایمپلنت است.

با استفاده از داده‌های بیمار از اسکن و اشعه ایکس، بیمارستان‌ها می‌توانند یک ایمپلنت سفارشی را که دقیقاً در فضای نقص قرار می‌گیرد، چاپ سه بعدی کنند.

مطالعات نشان می‌دهد که ایمپلنت‌های مخصوص بیمار زمان جراحی را کوتاه می‌کنند، خطر عفونت را کاهش می‌دهند، نتایج بهتری را به همراه دارند و به‌طور چشمگیری طول مدت اقامت در بیمارستان را کاهش می‌دهند. پرینت سه بعدی ایمپلنت‌ها در صورت نیاز، بیمارستان را از نگهداری فهرستی از ایمپلنت‌های گران‌قیمت رها می‌کند.

اگرچه، از امروز، هیچ ایمپلنت PEEK چاپ سه بعدی ساخته شده در بیمارستان های مورد تایید FDA وجود ندارد، اما ممکن است به زودی تغییر کند.

یک استارت آپ آلمانی متخصص در کاشت جمجمه PEEK با چاپ سه بعدی، کوموویس، می گوید که در حال تکمیل موانع نهایی در روند تأیید FDA است.

Miriam Haerst، یکی از بنیانگذاران و یکی از مدیران اجرایی Kumovis، می گوید: «هیجان زیادی در مورد پرینت سه بعدی در بیمارستان ها و پروژه هایی وجود دارد که تولید را در نقطه مراقبت و نشان دادن آنچه ممکن است، نشان می دهد.

مستقر در کارولینای جنوبی سیستم های سه بعدییکی از قدیمی‌ترین و بزرگترین تولیدکنندگان پرینترهای سه بعدی در جهان، اخیراً برنامه‌های خود را برای خرید Kumovis به منظور توسعه از کاشت های فلزی به ایمپلنت های PEEK در نقطه مراقبت.

گوتام گوپتا، معاون و مدیر کل بخش تجهیزات پزشکی سیستم‌های سه بعدی، می‌گوید: «از آنجایی که فناوری [چاپ سه بعدی] برای متخصصان پزشکی کاربرپسندتر می‌شود، بیمارستان‌های بیشتری می‌توانند راه‌حل‌های سرتاسری را برای جراحی شخصی‌سازی شده پیاده‌سازی کنند. این امر مدل‌های مراقبت‌های بهداشتی موجود را مختل می‌کند، کیفیت مراقبت را بهبود می‌بخشد و مهم‌تر از همه، جان‌های بیشتری را نجات می‌دهد.»

اکتساب Kumovis به خوبی در کسب و کار تاسیس 3D Systems مطابقت دارد و تمرکز جدیدی بر تمرکززدایی از تولید ایمپلنت‌های پزشکی می‌افزاید.

هارست می‌گوید: «تغییر تولید به بیمارستان‌ها در مورد در دسترس بودن ایمپلنت‌ها، بازی را تغییر می‌دهد.

با این حال، برای تبدیل شدن بیمارستان‌ها به تولیدکننده، کارکنان فنی و مهندسی، فرآیندهای نظارتی و تجهیزات لازم است. Haerst می‌گوید که این می‌تواند در محل در یک توافق همکاری توسط سازندگان فعلی تجهیزات پزشکی مدیریت شود.

PEEK پلاستیک در مقابل تیتانیوم برای ایمپلنت

PEEK برای سال‌ها در زمان ماشین‌کاری، تاییدیه FDA را به عنوان ماده کاشت دریافت کرده است، اما در هنگام پرینت سه بعدی هنوز تایید نشده است. اگرچه PEEK امروزه در بسیاری از ایمپلنت‌های موجود در بازار از قفس ستون فقرات گرفته تا مفاصل مچ پا استفاده می‌شود، PEEK چاپ سه بعدی هنوز باید ثابت کند که دارای ویژگی‌های تحمل وزن و سایش مشابه با PEEK آسیاب شده یا قالب‌گیری شده است.

به طور کلی، این ماده سازگار با زیستی دارای چندین مزیت نسبت به فولاد ضد زنگ و تیتانیوم است: سبک وزن، قابل نفوذ به امواج فراصوت، و عملاً برای اسکن‌های CT و MRI نامرئی است که امکان نظارت بهتر پس از عمل را فراهم می‌کند.

در طول سال‌ها، تیتانیوم پرینت سه بعدی به دلیل یکپارچگی بهتر استخوان شهرت پیدا کرد و هزاران ایمپلنت مفصلی و ستون فقرات هر ساله توسط تولیدکنندگان بزرگی مانند Stryker چاپ سه بعدی می‌شوند. مارک کنبل، رئیس سیستم های پزشکی در می گوید، اما PEEK تغییر کرده است اوونيك، که PEEK را برای چاپ سه بعدی و همچنین قالب گیری تزریقی و فرز تولید می کند.

Knebel می‌گوید: «امروزه، PEEK را می‌توان با افزودنی‌ها برای به دست آوردن ویژگی‌های جدید، مانند استئواینتگراسیون بهتر، طراحی کرد. ما در حال حاضر با چند بیمارستان روی [ایمپلنت‌های پرینت سه بعدی] کار می‌کنیم. اولین ها ظرف پنج سال آینده فعال خواهند شد.»

یک آزمایشگاه پرینت سه بعدی واقع در کنار اتاق عمل و آماده تولید ایمپلنت‌های منحصربه‌فرد که از داده‌های بیمار در یک لحظه طراحی شده‌اند، هنوز فاصله زیادی دارد. موانع نظارتی همچنان باقی است، مطالعات بالینی هنوز در حال انجام است، و ایجاد خرید از بیمارستان ها زمان می برد. با این حال، آنچه امروز می‌بینیم، نوآوران است که اولین قدم‌ها را برمی‌دارند.