Τρίτη, 31 Μαρτίου, 23:28
Αρχική inet 3D εκτυπωμένα οστά: Εμφυτεύονται σε ανθρώπους!

3D εκτυπωμένα οστά: Εμφυτεύονται σε ανθρώπους!

Μπορεί να ακούγεται υπερβολικό, αλλά για τους ασθενείς που χρειάζονται ανακατασκευαστική χειρουργική επέμβαση, αυτό σύντομα θα μπορούσε να είναι το βήμα από την Δανική startup Particle3D. Η εταιρεία είναι πρωτοπόρος σε μια νέα μέθοδο του 3D printing αφού προσαρμοσμένα εμφυτεύματα οστών που εμφυτεύονται στο σώμα σας και συγχωνεύονται με τον σκελετό σας, σιγά – σιγά εξαφανίζονται.

Η τεχνολογία φέρνει μικρότερο κίνδυνο μόλυνσης και τα εμφυτεύματα είναι προσαρμοσμένα στο σώμα σας (και η μέθοδος θα μπορούσε να φτάσει μέχρι το  διάστημα!).

Το προσαρμοσμένο βιο-μελάνι δημιουργεί πορώδεις δυνατότητες

Τα παραδοσιακά εμφυτεύματα γενικά αποτελούνται από μη αποικοδομήσιμα υλικά όπως το πολυμερές ή το τιτάνιο. Η Particle3D χρησιμοποιεί ένα “βιο-μελάνι” από σωματίδια σκόνης φωσφορικού ασβεστίου (TCP) και λιπαρά οξέα. Το TCP χρησιμοποιώταν στην ανακατασκευή για δεκαετίες, αλλά συνήθως έχουν σχεδιαστεί από χειρουργούς από συμπαγή blocks στο επιθυμητό σχήμα του εμφυτεύματος. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να περιορίσει τις πιθανές θετικές επιδράσεις του TCP, για παράδειγμα, όταν πρόκειται για την τόνωση της φυσικής ανάπτυξης των οστών.

Η διαδικασία της Particle3D αρχίζει με σαρώσεις των οστών ενός ασθενούς ή την περιοχή όπου θα τοποθετηθεί το εμφύτευμα. Τα δεδομένα τροφοδοτούνται σε ένα υπολογιστικό πρόγραμμα, το οποίο επιτρέπει στους χειρουργούς και το προσωπικό να βελτιστοποιήσουν το σχεδιασμό εμφυτεύματος χρησιμοποιώντας μοντέλα υπολογιστών CAD. Ένα προσαρμοσμένο εμφύτευμα στη συνέχεια εκτυπώνεται από την Particle3D και αποστέλλεται σε ένα νοσοκομείο για εισαγωγή.

Το 3D printing TCP επιτρέπει στην εταιρεία να δημιουργήσει πιο πορώδη εμφυτεύματα. Οι πορώδεις δομές επιτρέπουν στα εμφυτεύματα να λειτουργούν ως ικριώματα για τα αιμοφόρα αγγεία και την ανάπτυξη του φυσικού ιστού αφού τα εμφυτεύματα αποικοδομούνται με το χρόνο καθώς αντικαθίστανται από το φυσικό οστό. Δοκιμές σε χοίρους και ποντίκια έχουν δείξει την δημιουργία νέου μυελού των οστών και των αιμοφόρων αγγείων που αναπτύσσονται στα εμφυτεύματα μετά από μόλις οκτώ εβδομάδες.

3D

3D εκτύπωση και υγειονομική περίθαλψη

Η χρήση της εκτύπωσης 3D στην υγειονομική περίθαλψη ακολούθησε παρόμοια πορεία με εκείνη της κατασκευής: από την εστίαση στην ταχεία παραγωγή πρωτότυπων προϊόντων έως την πλήρη παραγωγή.

Οι περιπτώσεις πρώιμης χρήσης από την εκτύπωση 3D στην υγειονομική περίθαλψη περιλάμβαναν την εκτύπωση τρισδιάστατων μοντέλων οστών, τμημάτων σώματος και οργάνων πριν από χειρουργικές επεμβάσεις, επιτρέποντας στους χειρουργούς να απεικονίζουν καλύτερα και να ασκούν τις δραστηριότητές τους πριν από τις εγχειρίσεις. Έχει σταδιακά μεταφερθεί σε εργαλεία και λύσεις εκτύπωσης, όπως τα ιατρικά και τα οστικά εμφυτεύματα. Σύντομα μπορεί να δούμε και τρισδιάστατα εκτυπωμένα μέλη του σώματος.

Η προσαρμογή, τα χαμηλότερα κόστη, ο μικρότερος χρόνος για την αγορά και η κατανεμημένη παραγωγή αποτελούν τα πλεονεκτήματα της εκτύπωσης 3D στην υγειονομική περίθαλψη. Ένα καλό παράδειγμα είναι το 3DP4ME. Παρόλο που το όνομα υποδηλώνει ένα ελλιπές droid (ρομπότ) από τα Star Wars, είναι ένα μη κερδοσκοπικό κέντρο αφιερωμένο στη μεταφορά βοηθημάτων ακοής στα εκατομμύρια ανθρώπων στις αναπτυσσόμενες χώρες που δεν έχουν επί του παρόντος πρόσβαση σε αυτά. Μέσω τρισδιάστατης σάρωσης, τρισδιάστατης μοντελοποίησης και τρισδιάστατης εκτύπωσης, το μη κερδοσκοπικό δίκτυο ελπίζει να παραδώσει 12.000 προσαρμοσμένα ακουστικά βοηθήματα τα επόμενα 5 χρόνια.

Όταν πρόκειται για εμφυτεύματα οστών εκτύπωσης 3D, ένα από τα οφέλη είναι η χαμηλή πιθανότητα εμφάνισης λοιμώξεων και επιπλοκών μετά τη λειτουργία. Λαμβάνοντας υπόψη το εύρος της χειρουργικής επέμβασης εμφυτεύματος, που συχνά απαιτεί το άνοιγμα μέρους του ασθενούς για να εισαχθεί το εμφύτευμα, η μόλυνση κινδυνεύει τόσο από τις χειρουργικές επεμβάσεις όσο και από τις επόμενες φάσεις ανάκαμψης. Ορισμένα εμφυτεύματα πολυμερούς ή τιτανίου πρέπει να απομακρυνθούν ξανά μεταγενέστερα, γεγονός που απαιτεί επιπλέον χειρουργικές επεμβάσεις. Τα εμφυτεύματα μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε επιπλοκές όπως η περιορισμένη χρήση ενός άκρου ή χρόνιου πόνου.

Η δημιουργία ενός ακριβούς αντιγράφου ενός οστού και της τρισδιάστατης δομής του που μπορεί να βοηθήσει στην βαθμιαία θεραπεία του σώματος καθώς θα μπορούσε να σώσει τους ασθενείς τόσο από επιπρόσθετες χειρουργικές επεμβάσεις όσο και από μόνιμα προβλήματα υγείας.

Τα εμφυτεύματα της Particle3D μπορούν επίσης να αποθηκεύουν φάρμακα μέσα στο πορώδες υλικό τους για πολύ μεγαλύτερο διάστημα από τα παραδοσιακά εμφυτεύματα. Τα παραδοσιακά εμφυτεύματα συνήθως επικαλύπτονται με αντιβιοτικά πριν από την εισαγωγή, αλλά αυτά φθείρονται μέσα σε λίγες ημέρες από τη διεξαγωγή της διαδικασίας.

Αλλά χρησιμοποιώντας πορώδη TCP για την εκτύπωση οστών έχει κάποια μειονεκτήματα. Η αντοχή του είναι πολύ χαμηλότερη από εκείνη ορισμένων ανθρώπινων οστών, όπως των μηρών μας. Η αντοχή σε θλίψη θα αυξανόταν με την πάροδο του χρόνου, αλλά θα μπορούσε να είναι χρόνια πριν τα επίπεδα αντοχής πριν από τη λειτουργία.

Τρισδιάστατα εκτυπωμένα οστά για τον Άρη;

Αρκετές άλλες ομάδες εργάζονται σε παρόμοιες προσεγγίσεις. Στη Σχολή Ιατρικής του NYU και στο NYU Langone Health, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει 3D εκτυπωμένα ικριώματα που θα μπορούσαν να βοηθήσουν ομάδες ασθενών όπως παιδιά με παραμορφώσεις κρανίου. Τα πρώτα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι έως και 77% των σκελετών των οστών έχουν απορροφηθεί και αντικατασταθεί από τον φυσικό οστό 6 μήνες μετά τη χειρουργική επέμβαση και ότι το νεοσύστατο οστό ήταν εξίσου ισχυρό με το αρχικό.

Ωστόσο, οι περισσότερες ερευνητικές ομάδες βρίσκονται στην ίδια κατάσταση με την Particle3D, προειδοποιώντας ότι η χρήση στον άνθρωπο θα μπορούσε ακόμα να είναι χρόνια μακριά. Μέρος του λόγου είναι ότι υπάρχει μια ρυθμιστική υστέρηση όταν πρόκειται για 3D εκτύπωση βιολογικών υλικών για χρήση στον άνθρωπο. Η χορήγηση ιατρικών αδειών είναι, με βάσιμους λόγους, συχνά μια χρονοβόρα διαδικασία, οπότε μπορεί να είναι ακόμη μεγαλύτερη, προτού οι πρώτοι ανθρώπινοι ασθενείς επωφεληθούν από τη νέα τεχνολογία.

Ένα τεράστιο δυναμικό βελτίωσης της θεραπείας των ασθενών, συμπεριλαμβανομένων των απομακρυσμένων και αφιλόξενων περιοχών, αντισταθμίζει το σημερινό περίπλοκο κανονιστικό περιβάλλον.

Η καλύτερη απεικόνιση των αφιλόξενων και απομακρυσμένων τοποθεσιών που μπορεί να εξυπηρετήσει η τεχνολογία προέρχεται από το έργο της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) 3D Printing of Living Tissue for Space Exploration. Στόχος του είναι να βρει τρόπους για να κρατήσει τους αστροναύτες ασφαλείς και υγιείς, για παράδειγμα, στις διαπλανητικές αποστολές στον Άρη. Μία από τις βασικές προσεγγίσεις της είναι η 3D εκτύπωση δέρματος και οστών χρησιμοποιώντας βιο-μελάνι. Ο Tommaso Ghidini, επικεφαλής της Διεύθυνσης δομών, μηχανισμών και υλικών της ESA, εξηγεί ότι η 3D εκτύπωση θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστροναύτες να ξεπεράσουν ένα ευρύτερο πεδίο ιατρικών περιστατικών χωρίς να αυξάνουν την ανάγκη κατάληψης πολύτιμου χώρου και μάζας σε ένα διαστημικό σκάφος.

Είτε στο διάστημα είτε στη Γη, η 3D εκτύπωση έχει μεγάλες δυνατότητες στην υγειονομική περίθαλψη για να δημιουργήσει νέες λύσεις και να βελτιώσει τις προοπτικές των ασθενών για ανάκαμψη – και το 2020 φαίνεται πως η τεχνολογία θα απογειωθεί.

Teo Ehc
Teo Ehchttps://www.secnews.gr
Be the limited edition.

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here

LIVE NEWS

Microsoft Edge – Password Monitor: Alert όταν σας κλέβουν κωδικούς πρόσβασης

Ο Microsoft Edge εισάγει μια νέα υπηρεσία η οποία ονομάζεται "Password Monitor". Η υπηρεσία αυτή, θα ειδοποιεί...

Face ID: Πως να το χρησιμοποιούμε ενώ φοράμε μάσκα προσώπου

Το Face ID της Apple είναι εξαιρετικό στην αναγνώριση προσώπων, χάρη στο σύστημα True Depth, το οποίο...

Canonical: Φέρνει νέα εργαλεία και υποστήριξη Ubuntu Linux στο Raspberry Pi

Με την κυκλοφορία του Ubuntu 19.10, η Canonical ανακοίνωσε το επίσημο roadmap για single-board υπολογιστές Raspberry Pi. Το Raspberry Pi δεν υποστηρίζει...

Εργασία από το σπίτι: Αποφύγετε αυτά τα 9 λάθη

Με την εξάπλωση του Covid-19, το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού προτιμά να εργάζεται από το σπίτι. Η εργασία από το σπίτι χρειάζεται...

Η Ford θα κατασκευάσει 50,000 αναπνευστήρες τις επόμενες 100 ημέρες

Τη Δευτέρα, η Ford δήλωσε ότι θα κατασκευάσει 50.000 αναπνευστήρες σε περίοδο 100 ημερών, αρχής γενομένης από τις 20 Απριλίου, για να...

“Contagion”: Οι πρωταγωνιστές της ταινίας μιλούν για τον COVID-19!

Οι πρωταγωνιστές της ταινίας "Contagion" συνεργάστηκαν με επιστήμονες της Σχολής Δημόσιας Υγείας του πανεπιστημίου Columbia συμμετέχοντας στις ανακοινώσεις των υγειονομικών υπηρεσιών σχετικά...

Ελεύθερη πρόσβαση στο cloud σε κβαντικούς υπολογιστές της D-Wave

Η καναδική εταιρία κβαντικής πληροφορικής D-Wave, ανακοίνωσε σήμερα ότι δίνει ελεύθερη πρόσβαση στα άτομα που ασχολούνται με...

Airbnb: Διαθέτει $ 250 εκατομμύρια σε οικοδεσπότες της λόγω Κοροναϊού

Η Airbnb ανακοίνωσε ότι θα διαθέσει συνολικά $ 250 εκατομμύρια, σε μία προσπάθεια να στηρίξει τους οικοδεσπότες της σε όλο τον κόσμο,...

Το FBI προειδοποιεί: Hijackers εισβάλουν στα meeting σας στο Zoom

Το FBI προειδοποίησε σήμερα για hijackers που συμμετείχαν σε video-meetings στο Zoom που χρησιμοποιούνται για μαθήματα και επαγγελματικές συναντήσεις στο διαδίκτυο, με...

Ευρώπη κορωνοϊός: Τελικά δεν προέκυψαν μεγάλα προβλήματα συμφόρησης στο διαδίκτυο

Ο BEREC, ο οργανισμός ρύθμισης των τηλεπικοινωνιών στην Ευρώπη, δήλωσε σήμερα ότι από τη στιγμή που ξέσπασε...