تقنية الطباعة 3D ، "حسب الطلب" نجحت في استعادة وجه شاب
تقنية الطباعة 3D ، "حسب الطلب" نجحت في استعادة وجه شاب
وأصيب السيد شيه، وهو شاب يبلغ من العمر 17 عاما يتمتع بالحيوية والحيوية، بجروح خطيرة في حادث مروري. بمساعدة تقنية الطباعة 3D ، قام فريق طب الأسنان في مستشفى Zhejiang Xin'an الدولي باستعادة الجزء المصاب في المختبر ، وتخصيص خطة التشغيل له ، وأجرى بنجاح عملية جراحية دقيقة ، والتي أعادت وجهه وأنقذت عينه اليمنى التي كادت "هربت من المنزل". كان لديه سوء حظ ، لكن لحسن الحظ ، كان نعمة سوء الحظ.
في 26 يوليو 2020 ، عانى السيد Xie من حادث مروري خطير. أصيب بأشياء صلبة على وجهه ، وانهار المدار تحت وجهه الأيمن بشكل واضح. كان وجهه مغطى بالدماء وكان يعاني من ألم شديد. تم إرساله إلى قسم الطوارئ في مستشفى شينان الدولي بحلول عام 120. أظهر التصوير المقطعي المحوسب للجمجمة كسور متعددة في الجدار الأمامي والجانبي للجيب الفكي الأيمن ، وكسر وجني في الفك العلوي وكسر عظم الأنف. بعد تنضير الجروح والخياطة والعلاج المضاد للعدوى ، تم نقلهم إلى قسم طب الأسنان في مستشفانا لمزيد من العلاج.
الحجاج الأيمن للوجه والورم الوزيجي الفكي للسيد شيه هما في الأساس كسور مفتتة. عظم الأرضية المدارية بالكامل مكسور ومنهار ، كما يتم تحريك مقلة العين. لا يمكن تخفيض العظم المكسور للأرضية المدارية مباشرة. من الضروري إعادة بناء الأرضية المدارية وإصلاح عظام الوجه النازحة. يمكن استخدام شبكة التيتانيوم لاستبدال العظام لدعم مقلة العين. ومع ذلك ، فإن الصعوبة تكمن في أنه وفقا للطريقة الجراحية التقليدية ، لا يمكن لأحد معرفة شكل وحجم شبكة التيتانيوم. إذا تم ضبط شبكة التيتانيوم وتقليمها بشكل متكرر أثناء العملية ، فقد تتم تجربتها مرات لا حصر لها ، وقد لا تتمكن من العثور على شبكة من التيتانيوم مناسبة بنسبة 100٪ لحجم أرضيته المدارية. الأضرار التي لحقت المرضى لا يمكن التنبؤ بها.
"لا يزال المريض صغيرا جدا ، يجب أن نبذل قصارى جهدنا لمساعدته على تحسين وظيفته واستعادة مظهره" ، قال ما قوه ، مدير قسم طب الأسنان. "فكرنا في تقنية الطباعة 3D لمحاكاة شكل وحجم مادة الزرع للتقليل والقولبة ، وحتى العثور بدقة على موضع شظايا العظام المكسورة ، وذلك لجعل العملية أكثر دقة ، ليس فقط تقصير وقت العملية ، ولكن أيضا الأهم من ذلك أنه يمكن أن يقلل من الإصابة ويجعل المرضى يتعافون في الوظيفة والمظهر أخيرا ، بمساعدة تقنية الطباعة 3D ، نجح الفريق الماليزي في إعادة بناء الأرضية المدارية ومحيط الوجه للسيد Xie. وبعد أسبوع، خرج السيد شيه من المستشفى.
تطبيق تكنولوجيا الطباعة 3D في المجال الطبي
مع تطور ونضج تكنولوجيا الطباعة 3D ، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في مجالات تصنيع النماذج الطبية ، وتجديد الأنسجة والأعضاء ، وعلاج الإصلاح السريري واختبار البحث والتطوير للأدوية.
1. تصنيع النماذج الطبية
يستخدم النموذج الطبي على نطاق واسع في الطب الأساسي وتدريس التجارب السريرية ، كما أن كمية النموذج الطبي كبيرة أيضا. ومع ذلك ، فإن النموذج الطبي المصنوع بالطريقة التقليدية معقد وله دورة طويلة ، والتي من السهل أن تتلف في عملية الاستخدام. باستخدام تكنولوجيا الطباعة 3D لصنع معدات التدريس الطبية ، نموذج تجريبي طبي وغيرها من اللوازم ، لا يمكن فقط تجنب المشاكل المذكورة أعلاه ، ولكن أيضا يمكن تحقيق إنتاج شخصي لنماذج خاصة وفقا للاحتياجات الفعلية.
بالنسبة للجراحة عالية الخطورة ، من أجل ضمان التنفيذ الآمن للعملية الطبية ، سيقوم الأطباء بالتحليل والتخطيط وفقا لنموذج الأعضاء المريضة لتحديد الخطة الجراحية المهمة. مزايا استخدام تقنية الطباعة 3D للتحكم بدقة في المواد يمكن أن تعد بسرعة نماذج أعضاء عالية الجودة وعالية المحاكاة ، وتساعد الأطباء على إجراء تخطيط جراحي دقيق ، وتحسين معدل نجاح الجراحة ، وتسهيل التواصل البديهي بين الأطباء والمرضى على الخطة الجراحية.
نجح مستشفى في الولايات المتحدة في فصل رؤوس زوج من التوائم الملتصقة. اللافت للنظر هو أن المستشفى استخدم طابعة ثلاثية الأبعاد لشركة إسرائيل لإنتاج رأس ملتصق دقيق قبل العملية. وفقا لهذا ، تم إجراء دراسة متأنية لخطة التشغيل ، مما جعل العملية تسير بسلاسة. استغرق الأمر 22 ساعة فقط ، في حين أن العملية المماثلة في الماضي كانت تصل إلى 72 ساعة.
2. إعداد الخلية
في السنوات الأخيرة ، بدأ الباحثون في إيلاء المزيد من الاهتمام لتكنولوجيا الطباعة 3D للخلايا. مثل طريقة التحضير المباشر للأعضاء والأنسجة الحيوانية عن طريق حمل الخلايا للطباعة 3D. تتمثل ميزة هذه التقنية في تسهيل تكوين الخلايا واستعادة وظيفتها من خلال التحكم الدقيق في تكوين الخلايا وإعداد الخلايا.
الطباعة 3. 3D للأنسجة والأعضاء
لطالما كانت الأنسجة البشرية وبدائل الأعضاء مشكلة صعبة في الطب السريري. يفقد العديد من المرضى حياتهم بسبب هذا. علاوة على ذلك ، فإن الأنسجة البشرية وبدائل الأعضاء لها متطلبات عالية للمواد ويصعب تحقيقها. ومع ذلك ، مع تطور العلوم والتكنولوجيا ، أصبحت الطباعة 3D للأعضاء البشرية ممكنة.
نجحت جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو (UCSD) في طباعة شبكة أوعية دموية معقدة باستخدام طابعة 3D لمعالجة الضوء الرقمي (DLP) طورتها جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو (UCSD). إن استخدام تقنية الطباعة 3D لطباعة نموذج العضو البشري لا يمكن أن يحاكي استجابة جسم الإنسان للأدوية فحسب ، بل يقلل أيضا من تكلفة البحث والتطوير في مجال الأدوية.
غرسة الطباعة 4. 3D
تستخدم تقنية الطباعة 3D لتصنيع غرسات العظام ، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من تكلفة تصنيع الغرسات المخصصة والصغيرة ، ويمكن دمج الغرسات بشكل أفضل في جسم الإنسان وتحسين تأثير العلاج للمرضى. في السنوات الأخيرة ، معدن الطباعة 3D تم استخدام التكنولوجيا بشكل متزايد في الصناعة الطبية لتصميم وتصنيع الغرسات الطبية.
قامت CSIRO و CSIRO الأسترالية وشركة Melbourne Medical Implant Anatomics والأطباء البريطانيون بشكل مشترك بزراعة القص من التيتانيوم بوليمر الطباعة ثلاثية الأبعاد لمريض بريطاني يبلغ من العمر 61 عاما ، إدوارد إيفانز ، وهو أيضا الأول في العالم. في السابق ، كانت هذه الغرسات مصنوعة من التيتانيوم النقي ، و 3D المطبوعة يمكن أن تساعد غرسات القص في إعادة بناء "الأنسجة الصلبة والرخوة" لجسم الإنسان بشكل أفضل من غرسات التيتانيوم النقية السابقة.
5. 3D طباعة الأدوية
تكمن ميزة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في الإعداد الشخصي للهيكل المعقد ، بحيث يمكنها تحقيق التخصيص الشخصي للجرعة والمظهر والذوق وما إلى ذلك عند استخدامها في صناعة الأدوية ، يمكن أن يكون ل "قرص" الطباعة ثلاثية الأبعاد بنية مجهرية خاصة ، مما يساعد على تحسين سلوك إطلاق الدواء ، وبالتالي تحسين التأثير العلاجي وتقليل الآثار الجانبية.
Aprecia ، وهي شركة أدوية أمريكية ، طبقت بنجاح تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لوضع المكونات النشطة وغير النشطة للأدوية طبقة تلو الأخرى ، وطورت أول دواء للطباعة ثلاثية الأبعاد في العالم spritam (الاسم الكيميائي: levetiracetam) ، وهو دواء يستخدم لعلاج الصرع. حبوب منع الحمل المطبوعة مع مسحوق المخدرات لديها ميزة بنية مسامية. يمكن أن تذوب بسرعة بعد ملامستها للماء لممارسة قوتها الدوائية والتعامل مع التشنجات المفاجئة.
الرغم الطباعة 3D تحتاج التكنولوجيا إلى الاستمرار في التحسين ، ويجب استثمار المزيد من الأبحاث في مجال المواد الجديدة ، ولا يمكن إنكار أن الطباعة 3D هي طريقة مجدية لإنتاج الأدوية في الوقت الحاضر. ومع ذلك ، فإن التحدي الأكبر لعقاقير الطباعة 3D ليس التكنولوجيا نفسها ، ولكن البيئة التنظيمية. إذا تم طرح الدواء في السوق دون متطلبات تنظيمية صارمة ، فمن الصعب ضمان سلامته وفعاليته.
كصناعة تكنولوجيا ناشئة ، الطباعة 3D كان للتكنولوجيا تأثير عميق في المجال الطبي ، مما عزز التطور السريع للمجال الطبي. ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، فإن التكنولوجيات المختلفة ل الطباعة 3D المواد الطبية لا تزال غير ناضجة. لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه إذا أردنا تحقيق التطبيق الواسع ل الطباعة 3D في المجال الطبي.
وأصيب السيد شيه، وهو شاب يبلغ من العمر 17 عاما يتمتع بالحيوية والحيوية، بجروح خطيرة في حادث مروري. بمساعدة تقنية الطباعة 3D ، قام فريق طب الأسنان في مستشفى Zhejiang Xin'an الدولي باستعادة الجزء المصاب في المختبر ، وتخصيص خطة التشغيل له ، وأجرى بنجاح عملية جراحية دقيقة ، والتي أعادت وجهه وأنقذت عينه اليمنى التي كادت "هربت من المنزل". كان لديه سوء حظ ، لكن لحسن الحظ ، كان نعمة سوء الحظ.
في 26 يوليو 2020 ، عانى السيد Xie من حادث مروري خطير. أصيب بأشياء صلبة على وجهه ، وانهار المدار تحت وجهه الأيمن بشكل واضح. كان وجهه مغطى بالدماء وكان يعاني من ألم شديد. تم إرساله إلى قسم الطوارئ في مستشفى شينان الدولي بحلول عام 120. أظهر التصوير المقطعي المحوسب للجمجمة كسور متعددة في الجدار الأمامي والجانبي للجيب الفكي الأيمن ، وكسر وجني في الفك العلوي وكسر عظم الأنف. بعد تنضير الجروح والخياطة والعلاج المضاد للعدوى ، تم نقلهم إلى قسم طب الأسنان في مستشفانا لمزيد من العلاج.
الحجاج الأيمن للوجه والورم الوزيجي الفكي للسيد شيه هما في الأساس كسور مفتتة. عظم الأرضية المدارية بالكامل مكسور ومنهار ، كما يتم تحريك مقلة العين. لا يمكن تخفيض العظم المكسور للأرضية المدارية مباشرة. من الضروري إعادة بناء الأرضية المدارية وإصلاح عظام الوجه النازحة. يمكن استخدام شبكة التيتانيوم لاستبدال العظام لدعم مقلة العين. ومع ذلك ، فإن الصعوبة تكمن في أنه وفقا للطريقة الجراحية التقليدية ، لا يمكن لأحد معرفة شكل وحجم شبكة التيتانيوم. إذا تم ضبط شبكة التيتانيوم وتقليمها بشكل متكرر أثناء العملية ، فقد تتم تجربتها مرات لا حصر لها ، وقد لا تتمكن من العثور على شبكة من التيتانيوم مناسبة بنسبة 100٪ لحجم أرضيته المدارية. الأضرار التي لحقت المرضى لا يمكن التنبؤ بها.
"لا يزال المريض صغيرا جدا ، يجب أن نبذل قصارى جهدنا لمساعدته على تحسين وظيفته واستعادة مظهره" ، قال ما قوه ، مدير قسم طب الأسنان. "فكرنا في تقنية الطباعة 3D لمحاكاة شكل وحجم مادة الزرع للتقليل والقولبة ، وحتى العثور بدقة على موضع شظايا العظام المكسورة ، وذلك لجعل العملية أكثر دقة ، ليس فقط تقصير وقت العملية ، ولكن أيضا الأهم من ذلك أنه يمكن أن يقلل من الإصابة ويجعل المرضى يتعافون في الوظيفة والمظهر أخيرا ، بمساعدة تقنية الطباعة 3D ، نجح الفريق الماليزي في إعادة بناء الأرضية المدارية ومحيط الوجه للسيد Xie. وبعد أسبوع، خرج السيد شيه من المستشفى.
تطبيق تكنولوجيا الطباعة 3D في المجال الطبي
مع تطور ونضج تكنولوجيا الطباعة 3D ، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في مجالات تصنيع النماذج الطبية ، وتجديد الأنسجة والأعضاء ، وعلاج الإصلاح السريري واختبار البحث والتطوير للأدوية.
1. تصنيع النماذج الطبية
يستخدم النموذج الطبي على نطاق واسع في الطب الأساسي وتدريس التجارب السريرية ، كما أن كمية النموذج الطبي كبيرة أيضا. ومع ذلك ، فإن النموذج الطبي المصنوع بالطريقة التقليدية معقد وله دورة طويلة ، والتي من السهل أن تتلف في عملية الاستخدام. باستخدام تكنولوجيا الطباعة 3D لصنع معدات التدريس الطبية ، نموذج تجريبي طبي وغيرها من اللوازم ، لا يمكن فقط تجنب المشاكل المذكورة أعلاه ، ولكن أيضا يمكن تحقيق إنتاج شخصي لنماذج خاصة وفقا للاحتياجات الفعلية.
بالنسبة للجراحة عالية الخطورة ، من أجل ضمان التنفيذ الآمن للعملية الطبية ، سيقوم الأطباء بالتحليل والتخطيط وفقا لنموذج الأعضاء المريضة لتحديد الخطة الجراحية المهمة. مزايا استخدام تقنية الطباعة 3D للتحكم بدقة في المواد يمكن أن تعد بسرعة نماذج أعضاء عالية الجودة وعالية المحاكاة ، وتساعد الأطباء على إجراء تخطيط جراحي دقيق ، وتحسين معدل نجاح الجراحة ، وتسهيل التواصل البديهي بين الأطباء والمرضى على الخطة الجراحية.
نجح مستشفى في الولايات المتحدة في فصل رؤوس زوج من التوائم الملتصقة. اللافت للنظر هو أن المستشفى استخدم طابعة ثلاثية الأبعاد لشركة إسرائيل لإنتاج رأس ملتصق دقيق قبل العملية. وفقا لهذا ، تم إجراء دراسة متأنية لخطة التشغيل ، مما جعل العملية تسير بسلاسة. استغرق الأمر 22 ساعة فقط ، في حين أن العملية المماثلة في الماضي كانت تصل إلى 72 ساعة.
2. إعداد الخلية
في السنوات الأخيرة ، بدأ الباحثون في إيلاء المزيد من الاهتمام لتكنولوجيا الطباعة 3D للخلايا. مثل طريقة التحضير المباشر للأعضاء والأنسجة الحيوانية عن طريق حمل الخلايا للطباعة 3D. تتمثل ميزة هذه التقنية في تسهيل تكوين الخلايا واستعادة وظيفتها من خلال التحكم الدقيق في تكوين الخلايا وإعداد الخلايا.
الطباعة 3. 3D للأنسجة والأعضاء
لطالما كانت الأنسجة البشرية وبدائل الأعضاء مشكلة صعبة في الطب السريري. يفقد العديد من المرضى حياتهم بسبب هذا. علاوة على ذلك ، فإن الأنسجة البشرية وبدائل الأعضاء لها متطلبات عالية للمواد ويصعب تحقيقها. ومع ذلك ، مع تطور العلوم والتكنولوجيا ، أصبحت الطباعة 3D للأعضاء البشرية ممكنة.
نجحت جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو (UCSD) في طباعة شبكة أوعية دموية معقدة باستخدام طابعة 3D لمعالجة الضوء الرقمي (DLP) طورتها جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو (UCSD). إن استخدام تقنية الطباعة 3D لطباعة نموذج العضو البشري لا يمكن أن يحاكي استجابة جسم الإنسان للأدوية فحسب ، بل يقلل أيضا من تكلفة البحث والتطوير في مجال الأدوية.
غرسة الطباعة 4. 3D
تستخدم تقنية الطباعة 3D لتصنيع غرسات العظام ، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من تكلفة تصنيع الغرسات المخصصة والصغيرة ، ويمكن دمج الغرسات بشكل أفضل في جسم الإنسان وتحسين تأثير العلاج للمرضى. في السنوات الأخيرة ، معدن الطباعة 3D تم استخدام التكنولوجيا بشكل متزايد في الصناعة الطبية لتصميم وتصنيع الغرسات الطبية.
قامت CSIRO و CSIRO الأسترالية وشركة Melbourne Medical Implant Anatomics والأطباء البريطانيون بشكل مشترك بزراعة القص من التيتانيوم بوليمر الطباعة ثلاثية الأبعاد لمريض بريطاني يبلغ من العمر 61 عاما ، إدوارد إيفانز ، وهو أيضا الأول في العالم. في السابق ، كانت هذه الغرسات مصنوعة من التيتانيوم النقي ، و 3D المطبوعة يمكن أن تساعد غرسات القص في إعادة بناء "الأنسجة الصلبة والرخوة" لجسم الإنسان بشكل أفضل من غرسات التيتانيوم النقية السابقة.
5. 3D طباعة الأدوية
تكمن ميزة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في الإعداد الشخصي للهيكل المعقد ، بحيث يمكنها تحقيق التخصيص الشخصي للجرعة والمظهر والذوق وما إلى ذلك عند استخدامها في صناعة الأدوية ، يمكن أن يكون ل "قرص" الطباعة ثلاثية الأبعاد بنية مجهرية خاصة ، مما يساعد على تحسين سلوك إطلاق الدواء ، وبالتالي تحسين التأثير العلاجي وتقليل الآثار الجانبية.
Aprecia ، وهي شركة أدوية أمريكية ، طبقت بنجاح تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لوضع المكونات النشطة وغير النشطة للأدوية طبقة تلو الأخرى ، وطورت أول دواء للطباعة ثلاثية الأبعاد في العالم spritam (الاسم الكيميائي: levetiracetam) ، وهو دواء يستخدم لعلاج الصرع. حبوب منع الحمل المطبوعة مع مسحوق المخدرات لديها ميزة بنية مسامية. يمكن أن تذوب بسرعة بعد ملامستها للماء لممارسة قوتها الدوائية والتعامل مع التشنجات المفاجئة.
الرغم الطباعة 3D تحتاج التكنولوجيا إلى الاستمرار في التحسين ، ويجب استثمار المزيد من الأبحاث في مجال المواد الجديدة ، ولا يمكن إنكار أن الطباعة 3D هي طريقة مجدية لإنتاج الأدوية في الوقت الحاضر. ومع ذلك ، فإن التحدي الأكبر لعقاقير الطباعة 3D ليس التكنولوجيا نفسها ، ولكن البيئة التنظيمية. إذا تم طرح الدواء في السوق دون متطلبات تنظيمية صارمة ، فمن الصعب ضمان سلامته وفعاليته.
كصناعة تكنولوجيا ناشئة ، الطباعة 3D كان للتكنولوجيا تأثير عميق في المجال الطبي ، مما عزز التطور السريع للمجال الطبي. ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، فإن التكنولوجيات المختلفة ل الطباعة 3D المواد الطبية لا تزال غير ناضجة. لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه إذا أردنا تحقيق التطبيق الواسع ل الطباعة 3D في المجال الطبي.
