Additív technológia: A testreszabás korszakának kezdete az orvosi iparban

Az orvosi ipar varázsa: Megérkezik az additív technológia

Ahogy az orvosi technológia a személyre szabott és precíziós ellátás felé fejlődik, az additív gyártás (3D nyomtatás) rugalmas testreszabási és gyors prototípus-készítési lehetőségeivel átformálja az orvosi ipar diagnosztikai és kezelési modelljeit.

Orvosi modellek: A betegség „perspektívája”.

Az additív technológia egyik legfontosabb alkalmazása az orvosi modellek létrehozása. Úgy viselkednek, mint egy „perspektíva” az orvosok számára, és háromdimenziós képet adnak a test összetett belső struktúráiról. Az ortopédia területén az orvosok 3D nyomtatást használnak a CT- vagy MRI-vizsgálatokból nyert digitális orvosi képek precíz fizikai csontmodellekké alakítására.

A Chongqing Egyetemi Társult Kórház egykor 3D-nyomtatással kezelt egy magas fokú bénulásban szenvedő beteget, aki többszörös törést szenvedett az egész testében, miután lezuhant a magasból. A páciens összetett állapota miatt a már meglévő C3-as medencetörés miatt komplex kismedencei rekonstrukciós műtétre volt szükség életminőségének javítása érdekében. Ezzel a nagy-kockázatú eljárással szemben az orvosok 3D nyomtatást alkalmaztak a páciens kismedencei szerkezetének precíz lemásolására, és teljes-léptékű fizikai modell létrehozására. Ezzel a 3D-s navigációs rendszerrel az orvosi csapat egy teljes preoperatív próbát tudott lefolytatni: szimulálhatta a töréscsökkentési folyamatot a modellen, testre szabhatta a belső rögzítőlemezt a törés morfológiája alapján, és pontosan megtervezhette a csavar behelyezési útvonalát. Végül a 3D-nyomtatási modelltechnológia áttöréseinek köszönhetően sikeresen végrehajtották ezt a kihívásokkal teli műtétet.

Orvosi 3D nyomtatási technológia

Ez a 3D-s modell egyedülálló szerepet játszik az orvosok{1}}betegkommunikációjában is. Hagyományosan a diagnosztikában bemutatott, homályos,-kétdimenziós képeket kézzelfogható, háromdimenziós-kijelzőkké alakították át 3D nyomtatott modelleken keresztül. A betegek és családtagjaik közvetlenül megfigyelhetik a léziót, egyedülálló perspektívát nyerve az emberi anatómiába. Ez a vizuális bemutató nem csak elmélyíti a betegek megértését állapotukról, hanem hidat épít az orvosok és a betegek közötti hatékony kommunikációhoz, lehetővé téve a kezelési tervek mélyebb megértését és együttműködését.

Xinmai orvosi szívmodell

A szívsebészettel kapcsolatos magas kockázatok kezelése érdekében az UnionTech SLA (Solid Light Amplification) technológiát használ a nagy{0}}precíziós szívmodellek nyomtatására, hogy segítse az orvosokat a műtét előtti útvonaltervezésben. Ezt a modellt sikeresen alkalmazták olyan összetett eljárásokban, mint például az aortabillentyű cseréje, jelentősen csökkentve az intraoperatív bizonytalanságot.

Additív technológia

Orvosi fogszabályzók és útmutatók: "Láthatatlan asszisztensek" a sebészetben

Az orvosi fogszabályzók és vezetők az orvostechnikai eszközökben is nélkülözhetetlen szerepet töltenek be. Olyanok, mint a "láthatatlan asszisztensek" a sebészetben, csendben létfontosságú szerepet játszanak. A diagnózistól a kezelésig, a műtéti segítségnyújtástól a beteg felépüléséig nélkülözhetetlenek.

Vegyük például a Sanghaji Kilencedik Népi Kórház Fogászati ​​Osztályának fibula-rekonstrukciós mandibuláris műtéti útmutatóját. A mandibularis daganatok gyakoriak a száj- és állcsont-sebészetben. A daganat eltávolítása után gyakran előfordulnak mandibuláris defektusok, amelyek súlyosan befolyásolják a páciens arckinézetét és működését. A hagyományos fibuláris rekonstrukciós műtétet a bőrlebeny eltávolítása után hajtják végre, ami megnehezíti a mandibula kontúrjának pontos rekonstrukcióját. Az additív technológiával azonban a sebészek speciális szoftverek segítségével a páciens CT-adatai alapján mandibuláris daganatvágási vezetőket, mandibula csonk külső rögzítő csatlakozási vezetőket, fibula osteotómiás vezetőket, valamint fibula formáló és pozicionáló útmutatókat tervezhetnek.

A műtét során a sebész először a mandibuláris daganatot és az oszteotómiás vezetőhöz szükséges csontfelszínt tette fel. Ezután behelyezték az oszteotómiás vezetőt, és elvégezték az oszteotómiát, amely teljesen kivágta a mandibuláris daganatot. A mandibularis csonk külső rögzítővezetőjét használták a kétoldali mandibuláris csonkok összekapcsolására a tumor reszekció után, stabil okklúziós kapcsolatot létesítve. Ezután egy szabad fibuláris izomlebenyet gyűjtöttünk be hagyományos sebészeti technikákkal, sértetlen lábszárral. Ezután a fibuláris vágásvezetőt behelyezték az osteotómiához. Finom-hangolás után felhelyeztük a fibuláris formáló vezetőt, majd a lábszár levágását és a mandibula defektusra történő áthelyezését. Finom-hangolás után a fibuláris szárnyat belülről rögzítettük a mandibula csonkjához.

Ez a megközelítés jelentősen javítja a műtéti pontosságot. A digitális sebészeti vezetőkön átesett betegeket hagyományos műtéten átesettekkel összehasonlító vizsgálat kimutatta, hogy a fibuláris formálási idő a vezető csoportban szignifikánsan rövidebb volt, mint a kontrollcsoportban, és a fibuláris lebeny átlagos ischaemiás ideje is lényegesen rövidebb volt. Összehasonlítva a kutatócsoport által végzett tényleges műtétek CT-rekonstrukcióit a szimulált műtétek modelljeivel, az állkapocspozíció átlagos hibája körülbelül 1,5 mm volt. A betegek arckinézete és okklúziós funkciója a műtét után jól helyreállt.

Renji Kórház idegtű útmutatója

Az UnionTech Lü Jianwei professzor csapatával együttműködve kifejlesztett egy tű útmutatót az idegtű modulációs sebészethez (SNM). A páciens CT-adatai alapján személyre szabott útmutató pontosan navigál a tű útján a műtét során, csökkentve az idegkárosodás kockázatát. Jelenleg széles körben használják az urológiában.

A sebészeti útmutatók a precíz műtét elengedhetetlen eszközei.

Orvosi implantátumok: „Testreszabott részek” az emberi test számára

Az orvosi implantátumok olyanok, mint az emberi testre szabott "alkatrészek". Ha bizonyos szövetek károsodnak, fontos szerepet játszhatnak azok pótlásában. Az additív gyártástechnológia egyedülálló előnyöket mutatott be az orvosi implantátumok gyártásában is.

A titánötvözetből készült implantátumok az orvosi implantátumok gyakori típusai. Vegyük például a csípőimplantátumot. Az acetabulum a csípőízület kulcsfontosságú összetevője, a csípőcsont oldalfelületének közepén helyezkedik el. Ez egy mély, félgömb alakú homorú szerkezet, átmérője körülbelül 30-50 mm. Az additív gyártástechnológiát alkalmazva a Muees 430 gép titánötvözetből egy darabban képes előállítani az acetabulumot. Ez a 3D{11}}nyomtatott csípőimplantátum a páciens egyedi igényeihez szabható. Egy lengyelországi kórház 3D{13}}nyomtatta a csípőprotézist annak a páciensnek, akinek szövődményei voltak egy korábbi acélprotézis miatt. Az orvosok először röntgenfelvételeket és nagy felbontású CT-felvételeket készítettek, hogy elkészítsék a medence és a csípőízület 3D-s modelljét, felmérve a páciens medencefenékének esetleges hibáit és sérüléseit. Mérnökökből és ortopéd sebészekből álló csapat segítségével az implantátumot pontosan a páciens igényeihez szabták. Ezen túlmenően ennek az implantátumnak az acetabulum komponense nyitott pórusú titánból, szénből és szilikonból álló bevonattal van bevonva, amely nagyon hasonlít a páciens természetes csontszerkezetére, és antibakteriális, biztosítja a csont beépülését az implantátum szerkezetébe, és segíti a beteg gyors felépülését.

A titánötvözetből készült implantátumok mellett a magas{0}}hőmérsékletű PEEK implantátumoknak is fontos alkalmazásai vannak. A koponya-rekonstrukciós műtét során az orvosok CAD szoftverrel egyedi koponyadarabot terveznek a páciens CT-vizsgálati adatai alapján. Ezeket a darabokat azután 3D-ben nyomtatják FDM (fused deposition modeling) technológiával, nagy teljesítményű PEEK anyag felhasználásával. A PEEK kiváló mechanikai tulajdonságokat, magas-hőmérsékletállóságot, korrózióállóságot és az emberi testtel való biológiai kompatibilitást kínál, csökkentve a kilökődés és a fertőzés kockázatát a koponya-rekonstrukció során. Független kutatások és technológiai innováció révén a Kangtuo Medical fejlett lézeres olvasztott leválasztási eljárást alkalmaz a PEEK por rétegenkénti olvasztására és lerakódására, sikeresen elérve az additív gyártás PEEK technológia iparosítását, és erős támogatást nyújt a hazai orvostechnikai eszközipar fejlődéséhez.

Orvosi eszközök: az orvosi innováció új motorja

Az orvosi eszközök, mint az emberi testen közvetlenül vagy közvetve használt eszközök, kritikus szerepet játszanak az orvosi eljárásokban. Az additív technológia az orvosi műszerek gyártását is forradalmasította. Sebészeti vágószerszámok, vaszkuláris stentek és orvosi csatlakozók ma már 3D nyomtatással is gyárthatók.

Vegyük például a mellszívó szondát. Ezt a minimálisan invazív sebészeti műszert gyanús emlőléziók biopsziájára és jóindulatú emlőléziók minimálisan invazív kimetszésére használják. Főbb jellemzői a háromszög alakú vágóél és a tűhegy. A hagyományos mellszívó szondák gyártási korlátai lehetnek. Adalékos technológiával, Muees 430 géppel és titánötvözet felhasználásával azonban mindössze 0,35 óra alatt elkészíthetők. Ez a 3D-nyomtatott mellszívó szonda pontosabb tervezést és gyártást tesz lehetővé. Vágóélének és tűhegyének formája az egyedi igények alapján optimalizálható, javítva a szúrási és kimetszési hatékonyságot, és minimalizálva a páciens mellszövetének károsodását. Ezenkívül a 3D nyomtatás lehetővé teszi a szonda személyre szabott testreszabását, lehetővé téve az egyes páciensek emlőszerkezetének és állapotának legmegfelelőbb szonda létrehozását.

Egy másik példa az ulnáris és radiális csontlemez, amelyet az ulnáris törések rögzítésére és a normál csontműködés helyreállítására használnak. Az additív gyártástechnológiával gyártott ulnáris és radiális csontlemezek is egyedülálló előnyöket kínálnak. Testreszabhatók a páciens törési helyének sajátos alakjához és méretéhez, így jobban illeszkednek a csonthoz, és stabilabb rögzítést biztosítanak. Egy Muees 430 gép segítségével az ulnáris és a radiális csontlemezt titánötvözetből gyártották. A minta méretei 60 x 31 x 7,7 mm, a nyomtatási idő pedig 0,63 óra volt. A nyomtatott ulnáris és radiális csontlemezek szerkezetileg is optimalizálhatók, hogy megfelelő szilárdságot biztosítsunk, miközben csökkentjük a súlyt és csökkentjük a beteg terheit.

Orvosi fogászat: „Személyre szabott” szájhigiénia

A fogászat területén az additív gyártástechnológia a személyre szabott diagnózis és kezelés innovációs hullámát vezeti. A hagyományos szilikonformázási folyamatok{1}}befejezése gyakran három napot vesz igénybe. Most, az intraorális 3D szkennelés és az additív gyártási technológia együttműködési innovációja révén a teljes formakészítési folyamat két órára lerövidült. Ez a technológiai áttörés nemcsak a hatékonyság ugrását eredményezi, hanem a digitális modellezés révén elkerüli a kézi lenyomatvétellel kapcsolatos deformációs hibákat is, és mikron{7}}szintű pontossággal rögzíti a száj szerkezeti jellemzőit.

A precíz digitális modelleket kihasználva az orvosok egy intelligens tervezési platformot használhatnak a restauráció okkluzális szerkezetének, morfológiai arányainak és esztétikai részleteinek átfogó beállításához. A 3D nyomtatás például tökéletesen adaptálhatja a teljes fogsor alapokat a páciens egyedi szájfiziológiájához, zökkenőmentes átmenetet biztosítva a restauráció és a lágyszövet között. A különösen ötletes 3D nyomtatás képes megismételni a természetes fogzománc fényes átmeneteit és textúrájának részleteit a restaurációs felületen, így olyan szájpótlási megoldást hozhat létre, amely a funkcionalitást a biomimetikus esztétikával ötvözi.

A láthatatlan fogszabályozás technológiai áttörései szintén mérföldkövek. A hagyományos fémkonzolokhoz kapcsolódó vizuális terheléshez és idegentest-érzethez képest a 3D nyomtatási technológiával készült átlátszó illesztők a varratmentes fogszabályozás új korszakát nyitják meg. Mindegyik igazítót a páciens fogainak 3D-s modellje alapján öntöttük egyedileg, megőrizve a közeli-láthatatlanságot, miközben lehetővé teszi a fogak fokozatos mozgását precíz mechanikai számításokkal. Ez az innovatív kezelési megoldás nemcsak a kényelmet javítja, hanem jelentősen növeli a betegek önbizalmát és a kezelésnek való folyamatos megfelelést is.