3D-utskrift i medisinsk: kanskje trenger vi ikke å leve organer igjen

Hvis du vil spørre hva som er den mest brukte 3D-utskrift i medisinsk industri, så er det naturlig å telle lemmer og organer.

I menneskekroppen er den mest utskiftbare naturen lemmer, tenner og lignende. Hovedfunksjonene til disse delene hjelper folks handlinger og liv, og deres funksjoner er enkle, så strukturen er relativt enkel. Dessuten har ufullstendigheten av lemmerne teoretisk ikke en betydelig innvirkning på menneskelivet. Derfor er proteser og proteser vanlige, og når 3D-utskriftsteknologi vises, blir det naturlig anvendt på dette feltet.

For tiden i livet er 3D-utskriftsproteseteknologi meget moden og har blitt mye brukt. En jente i England har en 3D-palme, en vandrende arbeidstaker har en skallle, og selv det australske selskapet CSIRO kan skreddersy et titan bryst og ribber for å lage et 3D-bryst.

En nylig studie viste oss også muligheten for å kombinere AI- og 3D-utskrift. Et team av forskere ved University of California i Berkeley og Shuliwell Dental Laboratory bygget et Universal Confrontation Network (GAN) for automatisk å generere nye krone design. Det forutser formen på den nye kronen basert på en skanning av manglende tenner. For det første blir siden av mandibelen som mangler tann skannet for å produsere et 2D-bilde. Deretter blir også den motsatte siden av kjeftene skannet. GAN forstår avstanden mellom de manglende tennene og fyller gapet i 3D med en ny krone design.

Det kan forventes at med nøyaktigheten av GAN-modellering, vil fremtidig 3D-utskrift være mer i tråd med menneskelige fysiologiske egenskaper og funksjonell orientering. For eksempel kan problemet med å motta hulrommet bedre løses, slik at montering av protesen er mer behagelig.

Hvis utskrift av lemmer, tenner, etc. er lett, kan 3D-utskriftsorganet være vanskelig. Og relatert forskning utføres også på en ordnet måte.

Vanskeligheten med 3D-trykkorganer skyldes det store antallet blodårer i dem, og organisasjonen av hvert organ er også forskjellig. For eksempel består hjernen hovedsakelig av et stort antall nervevev. Det er fortsatt store tekniske vansker med å oppnå utskrift og dyrking av nervevev.

Men den gode nyheten er at 3D-leveren har blitt trykt og overlevd. Det amerikanske bioteknologiselskapet Organovo har brukt celle 3D-utskriftsteknologi for å skrive ut cellevevet som trengs av leveren i cellekulturkammeret. Etter å ha blitt dyrket i et fartøy, kan den dyrkes til en normalformet lever og transplanteres til menneskekroppen. Cellene i denne leveren mister imidlertid sin aktivitet etter å ha blitt trykt og blir døde celler.

I tillegg til leveren, blir organer som nyrer og bukspyttkjertel også undersøkt. Forskere tror generelt at det tar minst 10 år å oppnå virkelig funksjonelle og bærbare 3D-trykte organer. For utvikling av transplantasjon av mennesker, er 10 år ikke lang, men ikke for kort. Når denne teknologien blir en realitet, vil endringene det gir, være revolusjonerende: folk som trenger operasjon, trenger ikke å dø desperat fordi de ikke kan vente på levende organer, og organer blir varer som kan masseproduseres. Det vil ha en positiv innvirkning på å løse mangelen på levende organer, forlenge menneskelivet, og til og med skape en ny industriell kjede av orgelforsyning.

Kirurgi kan komme tilbake: fra "one-off" til "repetitive"

3D-utskrift En annen applikasjon som har en absolutt fordel i det medisinske feltet, er assistert kirurgi.

Kirurgi er en svært risikabel oppgave, spesielt for intern behandling av indre organer som indre organer. I tusenvis av år har legene vært utrættelig å forfølge hvordan man skal forbedre suksessgraden til operasjonen og forbedre pasientens livskvalitet.

I utgangspunktet, når det ikke er noen visuell medisinsk enhet, hvis legene har et problem med en viss del, kan de først åpne kroppen først, deretter undersøke lesjonens plassering og utføre operasjonen. I denne prosessen er legene avhengige av deres akkumulerte erfaring for å lokalisere nøyaktig. Men menneskekroppen er forskjellig. Under støtte av instrumenter og elektronisk utstyr, kan leger bestemme lesjonene ved hjelp av tekniske midler før operasjonen. Nøyaktigheten av operasjonen er sterkt forbedret sammenlignet med opplevelsen.

Enten det er den første "single-knife straight" eller visuell enhet velsignelse, har kirurgi en distinkt funksjon: en-av.

Med fremkomsten av 3D-utskriftsteknologi har kirurgi begynt å ha en annen funksjon: repeterbarhet.

Kirurger i det nordvestlige fellesskapets medisinske senter i Chicago har nylig utført kirurgi på en hjerne-tumor pasient, som er 3D-teknologien. Generelt kan detaljene i hjernen ikke ses med det blotte øye, noe som gir mye risiko for fjerning av hjernesvulster. Etter at hjernen ble skannet og tumorstedet ble bestemt, etablerte legene en 3D-hjernemodellmodell. Så gjennom denne modellen kan leger se andre områder av hjernen enn tumorer, og kjenne hele operasjonsområdet. Viktigst, gjennom konstruksjonen av hjernemodellen kan de utføre flere simuleringsøvelser før den faktiske operasjonen for å håndtere eventuelle nødsituasjoner mens du unngår å røre de sunne områdene i hjernen som kan bli skadet ved et uhell. .

Kina har også gjort teknologiske gjennombrudd i kirurgi i 3D-utskriftsprogrammer. I fjor brukte kardiovaskulærsenteret på det andre tilknyttede sykehuset i Nanjing Medical University teknologien til 3D-trykt hjerte for å replikere hjertepatientens hjerte, oppdage den komplekse vaskulære strukturen i hjertet og simulere forskjellige kirurgiske prosedyrer. Til slutt ble den beste kirurgiske planen utviklet og fortsatt jevnt.

Deretter, når operasjonen endres fra "en hammer til lyden" til en testbar medisinsk metode, vil det utvilsomt øke suksessgraden av operasjonen og redusere risikoen. På den annen side, gjennom den gjentatte simuleringen av den kirurgiske prosedyren, vil legenes operasjonelle ferdighet også øke, operasjonstiden vil bli sterkt forkortet, og pasienten vil også unngå å lider av lengre drift.

Å krysse åsene, du må gå windward

I tillegg vil 3D-utskriftsteknologi til og med bli brukt i farmasøytisk industri for å oppnå muligheten for at pasienter skriver ut narkotika på etterspørsel; å lage rehabiliteringsutstyr som ortopediske innleggssåler, høreapparater; utskrift implantater som bein. Det kan sies at 3D-utskriftsteknologi påvirker medisinsk industri i alle aspekter.

Imidlertid er 3D medisinsk behandling ikke perfekt, og det er fortsatt flere problemer i kampanjen.

1. Material problemer. I tidligere kirurgiske tilfeller var det ofte problemer med implantater i kroppen som forårsaket pasienten å lide sekundær smerte eller problemer med implantatet eller skade på menneskekroppen forårsaket av implantatet. Da, som en fremvoksende teknologi, må 3D-utskriftsteknologi også vurdere dette problemet. Hvis det bare er for utskrift, kan det være litt lite for det. Hvis det kan utforske materialer som er mer egnet for menneskekroppen, vil det også bli en viktig del av teknologien skjebne.

2. Kommersialiseringsfremmende problemstillinger. Hvis en teknologi er bare en vase, må skjebnen være langvarig. Så, for 3D-utskrift, finnes det fortsatt på enkelte sykehus med sterk økonomisk styrke. Det gjennomsnittlige 3D-utskriftsutstyret på markedet er hundretusener av dollar, og kostnaden for utstyr på sykehus med høyere presisjonskrav er høyere. For eksempel er de medisinske kravene til nøyaktigheten av 3D-utskrift, blodkarene på 3D-leveren som er trykt av en japansk produsent, tydelig synlige, og utstyret som oppnår slik presisjon er generelt uakseptabelt for sykehusene. Derfor kan styrking av forskning og utvikling av teknologi og reduksjon av utstyrskostnader være nøkkelfaktorene for den raske, synkende forfremmelsen.

3. Skriv ut organets kinetiske energi. For tiden, selv om en kortvarig lever kan opprettes ved å overføre celler, er det ikke en funksjon som ikke betyr at den har leverfunksjon. Faktisk er miljøet som redskap uforlignelig for menneskekroppen, så det vil være forskjeller i farmakologisk testing. I tillegg er det et problem å lage blodkar som transporterer oksygen og næringsstoffer. Hvis dette problemet ikke er løst, vil cellene ikke overleve i lang tid. I tillegg kommer dette 3D-utskriftsorganet også å møte problemet med menneskelig kroppsavvisning i fremtiden. Er det bedre å tilpasse seg kroppen enn dagens levende organ, eller er det ikke akseptert? Vi er alle ukjente.

Og når et organ er involvert, vil noen snakke om etiske problemstillinger. Men siden det er å redde liv bedre, bør kontroversen i dette spørsmålet ikke være særlig hard.

3D-utskrift er fortsatt en ny ting for medisinsk industri. Vi har funnet ut at når en ny teknologi er opprettet, kan medisinsk industri ikke vente å prøve den. Dette aspektet gjenspeiler mangfoldet og kompleksiteten av medisinske problemstillinger, og på den annen side gjenspeiler menneskelig respekt og livskvalitet. Og denne respekten for livet vil også bli en uuttømmelig motivkraft for lege til å bruke teknologi til å krysse åsene.