Stampa 3D in medicina: forse non abbiamo bisogno di organi viventi più

Se vuoi chiedere qual è la stampa 3D più diffusa nell'industria medica, allora è naturale contare gli arti e gli organi.

Nel corpo umano, la natura più sostituibile sono le membra, i denti e simili. Le funzioni principali di queste parti aiutano le azioni e le vite delle persone e le loro funzioni sono singole, quindi la struttura è relativamente semplice. Inoltre, l'incompletezza delle arti non ha teoricamente un impatto significativo sulla vita umana. Pertanto, protesi e dentiere sono comuni, e una volta che la tecnologia di stampa 3D appare, viene naturalmente applicata a questo campo.

Attualmente nella vita, la tecnologia protesica in stampa 3D è molto matura ed è stata ampiamente utilizzata. Una ragazza in Inghilterra ha una palma 3D, un lavoratore migrante ha un teschio, e persino l'azienda australiana CSIRO può personalizzare uno sterno e costole in titanio per creare una cassa 3D.

Uno studio recente ci ha anche mostrato la possibilità di combinare AI e stampa 3D. Un team di ricercatori dell'Università della California di Berkeley e dello Shuliwell Dental Laboratory hanno creato una Universal Confrontation Network (GAN) per generare automaticamente nuovi progetti di corona. Prevede la forma della nuova corona basata su una scansione dei denti mancanti. Innanzitutto, il lato del dente mancante della mandibola viene scansionato per produrre un'immagine 2D. Successivamente, viene scansionato anche il lato opposto delle mascelle. GAN capisce la distanza tra i denti mancanti e riempie il vuoto in 3D con un nuovo design della corona.

Ci si può aspettare che con l'accuratezza della modellazione GAN, la futura stampa 3D sarà più in linea con le caratteristiche fisiologiche umane e l'orientamento funzionale. Ad esempio, il problema di ricevere la cavità può essere risolto meglio, in modo che l'installazione della protesi sia più confortevole.

Se la stampa di arti, denti, ecc. È facile, allora l'organo di stampa 3D potrebbe essere duro. E anche la ricerca correlata viene condotta in modo ordinato.

La difficoltà degli organi di stampa 3D è dovuta al gran numero di vasi sanguigni al loro interno e anche l'organizzazione di ciascun organo è diversa. Ad esempio, il cervello è composto principalmente da un gran numero di tessuti nervosi. Ci sono ancora grandi difficoltà tecniche nell'ottenere la stampa e la coltivazione dei tessuti nervosi.

Ma la buona notizia è che il fegato 3D è stato stampato e sopravvissuto. La società biotecnologica americana Organovo ha utilizzato la tecnologia di stampa 3D cellulare per stampare il tessuto cellulare necessario al fegato nella camera di coltura cellulare. Dopo essere stato coltivato in una nave, può essere trasformato in un normale fegato modellato e trapiantato nel corpo umano. Tuttavia, le cellule di questo fegato perdono la loro attività dopo essere state stampate e diventano cellule morte.

Oltre al fegato, sono allo studio anche organi come reni e pancreas. I ricercatori generalmente ritengono che siano necessari almeno 10 anni per ottenere organi stampati 3D realmente funzionali e portatili. Per lo sviluppo del trapianto di organi umani, 10 anni non sono lunghi, ma non troppo brevi. Una volta che questa tecnologia diventa una realtà, i cambiamenti che porterà saranno rivoluzionari: le persone che hanno bisogno di un intervento chirurgico non dovranno morire disperatamente perché non possono aspettare gli organi viventi e gli organi diventeranno prodotti che possono essere prodotti in serie. Avrà un impatto positivo sulla soluzione della carenza di organi viventi, prolungando la vita umana e persino creando una nuova catena industriale di approvvigionamento di organi.

La chirurgia può tornare: da "una tantum" a "ripetitiva"

Stampa 3D Un'altra applicazione che ha un vantaggio assoluto in campo medico è la chirurgia assistita.

La chirurgia è un compito altamente rischioso, specialmente per l'elaborazione interna di organi interni come gli organi interni. Per migliaia di anni, i medici hanno perseguito instancabilmente come migliorare il tasso di successo della chirurgia e migliorare la qualità della vita dei pazienti.

Inizialmente, quando non esiste un dispositivo medico visivo, se i medici hanno un problema con una certa parte, possono solo aprire prima il corpo, quindi esplorare la posizione della lesione ed eseguire l'operazione. In questo processo, i medici fanno affidamento sulla loro esperienza accumulata per localizzare accuratamente. Tuttavia, il corpo umano è diverso. Sotto il supporto di strumenti e apparecchiature elettroniche, i medici possono determinare le lesioni attraverso mezzi tecnici prima dell'operazione. L'accuratezza della chirurgia è notevolmente migliorata rispetto all'esperienza.

Sia che si tratti del "single-knife straight" iniziale o della benedizione del dispositivo visivo, la chirurgia ha una caratteristica distinta: una tantum.

Con l'avvento della tecnologia di stampa 3D, la chirurgia ha iniziato ad avere un'altra caratteristica: la ripetibilità.

I chirurghi del Northwest Community Medical Center di Chicago hanno recentemente eseguito un intervento chirurgico su un paziente con tumore al cervello, che è la tecnologia 3D. In generale, i dettagli del cervello non possono essere visti ad occhio nudo, il che aggiunge un grande rischio alla rimozione dei tumori cerebrali. Dopo che il cervello è stato scansionato e la posizione del tumore è stata determinata, i medici hanno stabilito un modello di paziente cerebrale 3D. Quindi, attraverso questo modello, i medici possono vedere altre aree del cervello diverse dai tumori e conoscere l'intera area della chirurgia. Soprattutto, attraverso la costruzione del modello cerebrale, possono eseguire più esercizi di simulazione prima dell'intervento effettivo per affrontare eventuali emergenze evitando di toccare le aree del cervello che potrebbero essere ferite accidentalmente. .

La Cina ha anche compiuto progressi tecnologici nella chirurgia nelle applicazioni di stampa 3D. Il mese scorso, il Centro Cardiovascolare del Second Affiliated Hospital di Nanjing Medical University ha utilizzato la tecnologia del cuore stampato in 3D per replicare il cuore di un paziente di cuore, scoprendo la complessa struttura vascolare nel cuore e simulando diverse procedure chirurgiche. Infine, il miglior piano chirurgico è stato sviluppato e proceduto senza intoppi.

Quindi, quando l'intervento chirurgico passa da "un martello al suono" a un mezzo medico ri-testabile, migliorerà indubbiamente il tasso di successo dell'intervento e ridurrà il rischio. D'altra parte, attraverso la ripetuta simulazione della procedura chirurgica, aumenterà anche l'abilità operativa del medico, il tempo di funzionamento sarà notevolmente ridotto e il paziente eviterà anche di soffrire di un funzionamento più lungo.

Attraversando le colline, devi andare alla deriva

Inoltre, la tecnologia di stampa 3D sarà utilizzata anche nell'industria farmaceutica per ottenere la possibilità che i pazienti stampino farmaci su richiesta; realizzare attrezzature per la riabilitazione come plantari ortopedici, apparecchi acustici; impianti di stampa come le ossa. Si può affermare che la tecnologia di stampa 3D sta influenzando la direzione dell'industria medica sotto tutti gli aspetti.

Tuttavia, il trattamento medico in 3D non è perfetto, e ci sono ancora diversi problemi nella sua promozione.

1. Problemi materiali. In precedenti casi chirurgici, c'erano spesso problemi con impianti nel corpo che causavano al paziente dolore secondario, o problemi con l'impianto, o danni al corpo umano causati dall'impianto. Quindi, come tecnologia emergente, anche la tecnologia di stampa 3D deve considerare questo problema. Se è solo per la stampa, potrebbe essere un po 'piccolo per questo. Se può esplorare materiali più adatti al corpo umano, diventerà anche una parte importante del destino della tecnologia.

2. Problemi di promozione della commercializzazione. Se una tecnologia è solo un vaso, il suo destino deve durare a lungo. Quindi, per la stampa 3D, esiste ancora in alcuni ospedali con una forte solidità finanziaria. Le apparecchiature di stampa 3D medie sul mercato sono centinaia di migliaia di dollari e il costo delle attrezzature negli ospedali con requisiti di precisione più elevati è più alto. Ad esempio, i requisiti medici per l'accuratezza della stampa 3D, i vasi sanguigni sul fegato 3D stampati da un produttore giapponese sono chiaramente visibili e l'attrezzatura che raggiunge tale precisione è generalmente inaccettabile per gli ospedali. Pertanto, il rafforzamento della ricerca e dello sviluppo della tecnologia e la riduzione dei costi delle attrezzature potrebbero essere i fattori chiave per la sua rapida promozione.

3. Stampa l'energia cinetica dell'organo. Allo stato attuale, sebbene un fegato di breve durata possa essere creato sovrapponendo le cellule, non è una funzione che non significa che abbia una funzionalità epatica. In effetti, l'ambiente come gli utensili è incomparabile per il corpo umano, quindi ci saranno differenze nei test farmacologici. Inoltre, come rendere i vasi sanguigni che trasportano ossigeno e sostanze nutritive rimane un problema. Se questo problema non viene risolto, le cellule non sopravviveranno per molto tempo. Inoltre, questo organo di stampa 3D affronterà anche il problema del rifiuto del corpo umano in futuro. È meglio adattarsi al corpo rispetto all'attuale organo vivente o non è accettato? Siamo tutti sconosciuti.

E una volta coinvolto un organo, qualcuno parlerà di questioni etiche. Tuttavia, poiché è per salvare le vite meglio, la controversia di questo problema non dovrebbe essere particolarmente feroce.

La stampa 3D è ancora una novità per l'industria medica. Abbiamo scoperto che ogni volta che viene creata una nuova tecnologia, l'industria medica non vede l'ora di provarla. Questo aspetto riflette la diversità e la complessità delle questioni mediche, e d'altra parte riflette il rispetto umano e il timore riverenziale della vita. E questo rispetto per la vita diventerà anche una forza motrice inesauribile per i medici che usano la tecnologia per attraversare le colline.