Nowe badanie omawia niespełnione potrzeby kliniczne adresowane przez drukowanie 3D

Drukowanie 3D nadal wywiera ogromny wpływ na medycynę - dowody mówią o wiele więcej, niż mówią same za siebie. Ale ta ważna praca jeszcze się nie zakończyła. Zespół naukowców z University of Utah opublikował niedawno artykuł przeglądowy, który, jak powiedział Yong Lin Kong, adiunkt w Wydziale Mechanicznym Inżynierii Uniwersytetu, powiedział firmie 3DPrint.com "podkreśla postęp technologii druku 3D w adresowaniu Niezaspokojonych potrzeb klinicznych. "

Artykuł zatytułowany" Zaspokojenie niezaspokojonych potrzeb klinicznych przy użyciu technologii drukowania 3D "i opublikowany w materiałach Advanced Healthcare Materials, został napisany przez Udayana Ghosha, Shen Ninga z Boston University School of Medicine, Yuzhu Wang i profesor Kong.

Streszczenie brzmi: "Ostatnie postępy w drukowaniu 3D umożliwiły stworzenie nowatorskich konstrukcji i urządzeń 3D o niespotykanym poziomie złożoności, właściwości i funkcjonalności. W przeciwieństwie do technik produkcyjnych opracowanych dla masowej produkcji, drukowanie 3D obejmuje szeroką gamę technologii wytwarzania, które umożliwiają 1) tworzenie wysoce spersonalizowanych i zoptymalizowanych fizycznych architektur 3D z projektów cyfrowych; 2) synergiczną integrację właściwości i funkcjonalności różnych klas materiałów w celu stworzenia nowych urządzeń hybrydowych; oraz 3) biokompatybilne podejście do wytwarzania, które ułatwia tworzenie i kojarzenie konstruktów biologicznych i systemów. Ten raport z postępów opisuje, w jaki sposób te możliwości mogą potencjalnie zaspokoić niezliczone niezaspokojone potrzeby kliniczne. "

W pierwszej kolejności rozważano zapewnienie strukturalnego wsparcia dla szkieletowych i rurowych narządów z drukowanymi protezami 3D, aby pomóc ludziom odzyskać część z nich. funkcje, które utracili, a następnie przenoszą się na nowe strategie dostarczania leków i systemy narządów na czipie.

"Po czwarte, badano rozwój regeneracji tkanek i narządów drukowanych 3D", naukowcy wyjaśniają w gazecie. "Wreszcie, przewiduje się możliwość bezproblemowej integracji inżynierskich narządów z aktywnymi urządzeniami poprzez wykorzystanie wszechstronności wielomateriałowego druku 3D."

Społeczeństwo zostało przekształcone poprzez masową produkcję, która pozwala na produkcję części w daleko niższy koszt niż zatrudnianie pracowników fizycznych. Jednak to sprawia, że ​​trudno jest znaleźć droższe produkty.

Naukowcy twierdzą w artykule: "Zamiast optymalizacji pod kątem indywidualnych potrzeb i komfortu, produkcja masowa zmusiła społeczeństwo dotoleruje skończony zestaw zalecanych wzorów określonych przez cały rynek. "

Masowa produkcja w rzeczywistości nie zajmuje się złożonością ludzkiego ciała, a większość typowych urządzeń medycznych zatwierdzonych przez FDA nie jest dostosowana do indywidualnych potrzeb do specyfikacji pacjenta, która może mieć wiele różnych problemów, które wpływają na jakość życia danej osoby. Ale teraz coraz więcej lekarzy bada wykorzystanie drukowania 3D, ponieważ dotyczy to opłacalnych, niestandardowych urządzeń.

"Rzeczywiście, drukowanie biokompatybilnych materiałów 3D może stworzyć specyficzną dla pacjenta protezę dostosowaną do każdej z nich. wyjątkowa anatomia i potrzeby pacjenta - napisali naukowcy.

Protetyka z nadrukiem 3D może pomóc zmniejszyć dyskomfort, ponieważ są one dopasowane do konkretnych osób, a jednocześnie są tańsze, a jednocześnie bardziej dostępne. Jedną z konkretnych i bardzo ważnych niezaspokojonych potrzeb klinicznych, które może pomóc druk 3D, jest tworzenie funkcjonujących protez kończyn górnych dla dzieci, aby mogły chwytać rzeczy w celu wykonywania podstawowych codziennych czynności. Trudno jest zapewnić dzieciom dobrze dopasowaną protezę, ponieważ one rosną tak szybko; dlatego drukowana wersja 3D jest znacznie lepszą opcją.

Urządzenia z nadrukiem 3D są również wykorzystywane do opracowywania nowatorskich strategii dostarczania leków, od dostosowanych ochraniaczy i szczepionek do mikroigieł i mikroprocesorów.

Naukowcy napisali: "Tutaj, drukowanie 3D umożliwia tworzenie unikalnych architektur umożliwiających bezbolesne dostarczanie środków terapeutycznych i dostosowanych profilów uwalniania leku."

Obecne strategie mogą być trudne przy próbie włączenia dokładnego leku dostawa, ale druk 3D ma potencjał, jak to określa papier, "przezwyciężyć te długotrwałe wyzwania."

"Druk 3D wprowadził potencjalną możliwość opracowania zindywidualizowanych, kontrolowanych i precyzyjnych systemów dostarczania leków - wyjaśnił naukowiec. "Technologia ta pozwala precyzyjnie kontrolować dozowanie zgodnie z rozmiarem i mechanizmem dozowania konstrukcji. Biokompatybilny materiał pozwala również na długotrwałą implantację lub retencję podczas ciągłego dozowania kontrolowanych objętości z możliwością przekształcenia się w wysoce wydajny system dozowania leków kontrolowany przez czujniki. "

Drukowanie 3D jest również obecnie stosowane w celu rozwiązania problemu niespełnione zapotrzebowanie kliniczne na platformie "Organ-on-a-chip", ponieważ może ona podsumować mikrośrodowiska w celu lepszego zrozumieniamechanika.

"Tissue / lab-on-a-chip, synonim biomedycznego zastosowania mikroprzepływów, jest korzystnym i opłacalnym sposobem badania podstawowych pytań badawczych. Analizowanie płynów w skali mikrometrycznej za pomocą urządzenia mikroprzepływowego zawiera ogromne obietnice w badaniach biologicznych ", stwierdzili naukowcy.

Trwające obecnie badania nad tkankami na czipie mają na celu opracowanie chipów tkankowych, które mogą działać jako dokładne modele dla funkcji i struktury konkretnego organu, a drukowanie 3D jest idealną technologią do tego zadania. Prowadzone są również badania nad zastosowaniem bioskładu 3D w regeneracji tkanek, ponieważ można go wykorzystać do tworzenia biokompatybilnych konstruktów i trójwymiarowych rusztowań, aby pomóc w odrastaniu uszkodzonych tkanek i organów, takich jak uszy.

Naukowcy wyjaśnili, " Konstrukty 3D konstruowane z tkanek kości są bardziej korzystne niż kultury komórkowe 2D ze względu na strukturę i skład mechaniczny. Drukowanie 3D może produkować w celu naśladowania mikrośrodowiska tkanki kostnej. "

W końcu zespół podjął multimaterialne drukowanie 3D, które może pomóc przyspieszyć "tworzenie bioelektronicznych konstruktów w celu nadania aktywnych funkcji konstruktowi pasywnemu."

"Włączenie elektroniki do urządzeń biomedycznych i biologicznych rusztowań jest podstawową koncepcją, która po zastosowaniu może naśladować a nawet wzmacniają złożone funkcje systemów biologicznych "- kontynuowali naukowcy.

Dzięki integracji instrumentów medycznych z elektroniką możemy opracować wyrafinowaną nową bioelektronę ic urządzenia, które są w stanie przetwarzać informacje zwrotne z ludzkiego ciała. Poziom integracji wykazany przez konwencjonalne techniki wytwarzania jest raczej ograniczony, ale zastosowanie druku 3D w celu uzyskania tych urządzeń otwiera znacznie więcej możliwości - nawet, jak wyjaśniają naukowcy, "zdolność do naśladowania lub przewyższania złożonych funkcjonalności nieodłącznie związanych z organami biologicznymi." < / p>

"Jak dotąd, demonstracja bezszwowego bioelektronicznego druku 3D została ograniczona do pasywnych komponentów elektronicznych, takich jak przewodzące ślady i kondensatory" - wyjaśniają naukowcy. "Integracja aktywnych urządzeń elektronicznych mogłaby nadać konstrukcję pasywną w inny sposób z funkcjami optycznymi, wykrywającymi i obliczeniowymi.

" Przewidujemy, że podobne podejścia pozwolą opracować strategie drukowania 3D różnych klas aktywnej elektroniki. Niemniej jednak biokompatybilność takiego podejścia musi być krytycznie oceniona, aby upewnić się, że jest pełnawynik translacyjny z ławki do łóżka.