Упд электронный документооборот. Универсальный передаточный документ – альтернатива счету-фактуре и накладной. Насколько сложно подключиться к обмену УПД? Есть ли «подводные камни» о которых полезно знать
Применение 3D принтеров в медицине возможно по многим направлениям. Трехмерная печать в этой области постоянно открывает новые горизонты и то, что еще несколько лет назад считалось невероятным, сегодня вполне обыденная вещь. Уже на полном серьезе заходит речь о печати человеческих органов, в результате чего проблема их нехватки при пересадках будет вполне успешно решена. Но это все перспективы недалекого, по крайней мере, в это хочется верить, будущего, а сейчас мы рассмотрим то, что уже реально работает и помогает в решении конкретных задач.
Область применения
Производство протезов и моделей суставов наиболее успешная область, где 3D технологии произвели настоящий фурор. При помощи принтеров, работающих по технологии FDM печати, которая позволяет производить изделия методом послойного наплавления, изготавливают модели или протезы тазобедренных, плечевых, коленных суставов. С примерами таких аппаратов можно ознакомиться , на ваш выбор предлагаются как дорогие, так и вполне бюджетные варианты.
Недавно в США был разработан и изготовлен ручной протез, которым стала пользоваться 13 летняя девушка, потерявшая часть руки по локоть в результате несчастного случая. При помощи искусственной руки она с ловкостью управляется компьютерной мышкой, пьет кофе и даже играет в бейсбол. Изготовление каждого пальца занимало всего 7 минут, а внешний вид протеза привел в восхищение ее одноклассников. Но самым важным положительным моментом стала его цена - стоимость составила всего 200 долларов, что в десятки раз меньше обычных протезов. Также 3D технологии активно применяются для изготовления:
- Зубов.
- Слуховых аппаратов.
- Имплантантов.
- Хирургических инструментов.
- Ортопедической обуви.
- Учебных макетов в медицинские вузы.
Отдельно хотелось бы остановиться на имплантантах. При помощи 3D печати их изготавливают из пластика и металла. Например, для поврежденного участка черепа с успехом применяются пластины. Они дешевле своих аналогов, а время, затраченное на их производство, сокращается в несколько раз. В 2012 году для двух маленьких пациентов были изготовлены искусственные трубки, заменяющие трахеи, этим самым удалось спасти две жизни. Без этих имплантантов дети просто задыхались и не имели шанса прожить даже несколько лет. При этом стоимость работ и изготовление имплантанта была уменьшена в 5 раз.
Что нас ждет в ближайшем будущем
3D технологии находят свое применение во все новых областях медицины. Не проходит и дня, чтобы в разных уголках земного шара не было заявлено о новых возможностях этих аппаратов. Например, в Германии были проведены испытания по изготовлению костных хрящей для коленных чашечек, носа и ушей. Сейчас начаты испытания таких имплантантов на животных, после успешного завершения которых, медики планируют их вживление людям.
Их итальянские коллеги проводят испытания по созданию искусственной сети зрительных нервов. Это сложнейшая работа, но в случае ее успешного завершения, станет возможно восстанавливать зрение слепым людям. Также итальянские ученные работают над возможностью создания искусственных глазных яблок. Они планируют завершить испытания в 2027 году. Не отстают от своих европейских коллег и российские медики. В 2016 году был разработан проект по печати щитовидной железы, которую уже в ближайшем будущем будут испытывать на мышах. В производстве станут использовать тканевые сфероиды, полученные на основе соединения человеческих клеток. Если опыты будут удачными, то это станет настоящим прорывом в изготовлении и других человеческих органов.
" />Сидни Кендалл (Sydney Kendall) потеряла свою правую руку по локоть в результате несчастного случая на лодке, когда ей было всего 6 лет. Теперь, когда Сидни исполнилось 13, она должна каждый день пользоваться протезами.
Но эти изделия не могут сравниться по практичности («не такие крутые», как говорит сама Сидни) с новым розовым пластиковым протезом, отпечатанным на 3D-принтере.
Эта рука была разработана по специальному заказу лично для Сидни этой весной, выполнена в желаемом цвете.
Разработчиком протеза стал студент Университета Вашингтона в Сент-Луисе, который сотрудничал с врачами больницы Shriners Hospital. Примечательно, что Сидни и ее родители даже могли наблюдать за процессом печати.
«Чтобы сделать каждый палец, нужно было всего по 7 минут. Мы все были поражены», - говорит Бет Кендалл, мама Сидни.
Когда девочка пришла в школу с новым протезом, ее одноклассники также были в восторге от дизайна. Ей говорили: «Всем понравилась твоя новая рука, ты выглядишь так круто. Ты станешь знаменитостью!».
Роботизированная рука с управляемыми пальцами помогает Сидни ловить бейсбольный мяч, управлять компьютерной мышкой, брать чашку с кофе.
Цена вопроса? Около 200$. Традиционный роботизированный протез в США может стоить 50000-70000$, а его придется заменять по мере того, как ребенок будет расти.
«Дети обычно не получают роботизированные протезы по причине их дороговизны», - заметила мама Сидни.
Роботизированные протезы, отпечатанные по индивидуальному заказу на 3D-принтере - это поистине новая эпоха в персонализированной медицине.
От протезирования зубов до сердечных клапанов - технология 3D-печати открывает невероятные возможности для создания индивидуальных медицинских устройств. Эксперты говорят, что сегодня десятки больниц в США экспериментируют с 3D-принтерами, а исследователи придумывают все более невероятные области применения этой технологии, вплоть до печати человеческих органов.
Для того чтобы помочь исследователям из разных уголков мира делиться своими экспериментами в области 3D-печати, Национальный институт здоровья США в июне 2014 года запустил сеть, позволяющую зарегистрированным пользователям загружать чертежи таких изделий.
«3D-печать - это потенциальная революция в правилах игры в медицинских исследованиях. Здесь, в Национальном институте здоровья, мы видим невероятную отдачу от инвестиций: копеечный пластик помогает ученым решать сложнейшие технологические задачи, экономя миллионы долларов и бесценное время», - говорит директор NIH доктор Фрэнсис Коллинз (Francis Collins).
Один из ведущих исследователей в этой области доктор Энтони Атала (Anthony Atala), директор Института регенеративной медицины Уэйк Форест (Wake Forest Institute of Regenerative Medicine), лучше всех понимает перспективы 3D-принтеров. Он уже создал миниатюрную печень, которая «живет» в чашке Петри, проверяет новые лекарства и служит прототипом для создания будущих органов.
Что такое 3D-печать?
Представьте себе струйный принтер, который вместо распыления чернил и печати букв выдает струю быстрозастывающего пластика или металлического геля, которые приобретают форму зуба, пальца или сустава. Такому устройству нужна команда от трехмерного МР- или КТ-сканера, который передает точные параметры части тела, которую нужно скопировать. 3D-принтер печатает объект постепенно, нанося материал слой за слоем.Хотя 3D-принтеры существовали с 1980-х годов, медицинское использование этого уникального устройства стали серьезно обдумывать только в последние несколько лет. 3D-принтер может создавать гораздо более сложные геометрические фигуры, чем традиционная промышленность, которой потребовались бы многочисленные специальные заготовки и формы для каждого такого изделия. Поэтому теперь можно отпечатать точную копию кости или сустава, и стоить это будет гроши.
Процесс экономит время и деньги, перенося производство медицинских изделий, что называется, к койке пациента. Точных данных ни у кого нет, но профессор биомедицинского инжиниринга Скотт Холлистер (Scott Hollister) считает, что в США больницы в той или иной форме уже используют несколько десятков 3D-принтеров.
Зубы, конечности и слуховые приборы
3D-печать уже широко используется для производства различных частей тела (обычно из пластика и металла), которые контактируют с тканями, но не входят в кровоток. Сюда относят зубы, слуховые устройства, а также протезы конечностей.«В прошлом стоматологическая коронка изготавливалась в зуботехнической лаборатории, что могло занять несколько дней, а пациенты должен быть совершить 2-3 визита к дантисту», - рассказывает доктор Чак Цанг (Chuck Zhang), преподаватель индустриального и системного инжиниринга в Технологическом институте Джорджии (Georgia Tech). Сегодня дантист может просто сделать 3D-снимок вашего зуба и напечатать коронку прямо на месте.
Эта технология дает пациентам после ампутации конечности, таким как Сидни, альтернативу привычным страшноватым на вид и непрактичным протезам. Студии 3D-печати часто разрабатывают протезы вместе с клиентами, что позволяет создать произведение искусства, которое будет не только облегчать жизнь, но и вызывать положительные эмоции у окружающих.
Доктор Цанг и его коллеги из Georgia Tech активно работают над созданием новых протезов для военных ветеранов. Его команда использует материалы для 3D-печати, чтобы создавать протезные карманы, которые адаптируются к изменениям уровня жидкости в организме. При необходимости эти карманы становятся мягче или тверже, чтобы не вызывать дискомфорт при ношении протеза.
Имплантируемые устройства
Пластик и металл для 3D-принтеров уже используются и внутри человеческого тела. Врачи детской больницы Mott Children’s Hospital Мичиганского университета с 2012 года спасли жизни двух детей, имплантировав им отпечатанные на принтере дыхательные пути.У этих малышей была редкая врожденная аномалия - трахеобронхомаляция. Без лечения их слабые дыхательные пути спадались, и дети умерли бы. Единственное лечение - это трахеостомия и подключение к аппарату искусственной вентиляции легких в надежде, что через несколько лет их дыхательные пути в достаточной мере окрепнут.
От этого кошмара детей спасла новая технология. У 17-месячного Гарретта Петерсона (Garrett Peterson) не наблюдалось никаких признаков того, что дыхательные пути на ИВЛ окрепнут и позволят отключить ребенка. Врачи из Юты, где его лечили, сделали все, что возможно.
«Все в мире должно было быть прекрасно. Гарретт не мог плакать, потому что он синел. Мы должны были поддерживать его все время в счастливом расположении духа, но это было нереально - вечно держать его на аппарате», - говорит отец ребенка.
Петерсоны прочитали статью о том, как ребенку с похожей проблемой университетские врачи в 2012 году имплантировали отпечатанную на 3D-принтере трахею. Они решили не медлить, и обратились за помощью к ним.
Основываясь на КТ-снимках дыхательных путей Гарретта, хирург доктор Грин (Green) и профессор биомедицинского инжиниринга Холлистер разработали и отпечатали персонализированную дыхательную трубку, которая позволила бы ребенку дышать самостоятельно. Со временем его тело должно было «впитать» этот протез, и дыхательные пути оставались бы открытыми сами по себе.
Впоследствии в больнице Mott Children’s Hospital впервые провели эту фантастическую процедуру.
«Я думаю, это был прекрасный пример использования 3D-принтера в ситуации жизни или смерти», - сказал Холлистер.
Стоимость трахеостомии и последующего поддержания таких детей на искусственной вентиляции составляет порядка 1 миллиона долларов за пациента. Разработка, печать и операция по установке дыхательной трубки, по словам Холлистера, обойдется в 200000-300000$.
Хирурги имплантировали пациентам и другие 3D-устройства. Черепные заплатки для заполнения полостей после операций на мозге, например. Черепные пластины для замены больших фрагментов черепной кости, которые пациенты теряют в результате травм или рака. Клиника Мэйо (Mayo Clinic) и некоторые другие лечебные учреждения уже предлагают замену сустава на протез, напечатанный с помощью 3D-принтера. Такие персонализированные суставы минимизируют объем вмешательства и сокращают время пребывания в стационаре.
FDA на сегодняшний день владеет двумя лабораториями, которые изучают возможности 3D-принтеров для производства медицинских устройств.
Живые ткани
Кроме металла и пластика врачи и ученые по всей стране работают над заправкой 3D-принтеров живыми человеческими клетками. Это дало начало печатанию живой ткани, или биопринтингу (bioprinting). Главная цель таких работ - научиться печатать полноценные живые органы для трансплантации, используя для полной совместимости собственные клетки пациентов.Некоторые эксперты уверены, что за несколько десятилетий это произведет революцию в трансплантологии. Пациенты не будут умирать тысячами, не дождавшись донорского органа. Уйдет в прошлом такое ужасное явление, как отторжение трансплантата.
Доктор Атала из Института Уэйк Форест говорит, что исследователи уже сегодня могут использовать созданную им миниатюрную печень для испытаний лекарств на гепатотоксичность. Ученые ожидают, что этот метод будет гораздо более точным и гуманным, чем нынешние испытания на животных и пациентах-добровольцах.
Биомедицинские инженеры используют несколько методов для печати органов. Принтер создает пластиковый каркас, который затем может быть покрыт человеческими клетками. Или принтер может впрыскивать живые клетки в коллагеновый гель, который удерживает структуры органа вместе. После печати клетки должны расти на своем каркасе в течение нескольких недель в лаборатории, прежде чем орган сможет нормально функционировать.
После установки органа на место каркас убирают, и остается только живая человеческая ткань, идеально совместимая с организмом реципиента. Если орган пересаживают ребенку, то он сможет расти вместе с ним, исключая необходимость в повторных пересадках.
Биоинженеры из Университета Корнелла (Cornell University) и Мичиганского университета (University of Michigan) наиболее интенсивно работают над этой концепцией. Многие лаборатории давно печатают органы для тестирования лекарств, а производство заплаток для поврежденных органов - это дело недалекого будущего.
По мнению профессора Холистера, уже в скором времени медицинские 3D-принтеры появятся абсолютно в каждом лечебном учреждении, изменив до неузнаваемости облик здравоохранения.
Константин Моканов
Привет, Хабр!
3D печать потихоньку проникает в нашу жизнь, как это когда-то было с мобильными телефонами и еще раньше - с компьютерами. Сейчас мы, правда, гораздо меньше удивляемся каким-то новинкам в области IT. Вы еще наверняка не забыли ту новость, в которой рассказывалось о напечатанном на 3D-принтере позвонке, имплантированном в живого человека. Все ближе то время, когда части тел и органы можно будет в буквальном смысле напечатать.
Новые возможности открывают и новые требования к специалистам.
«Внешнее» протезирование я специально не стал затрагивать, так как это отдельная и очень сложная тема.
Стоматология
В 2012 году состоялась первая операция по вживлению импланта нижней челюсти, напечатанного на 3D принтере. Материал - титан. Исполнитель - компания LayerWise.Этим летом еще два «счастливчика» стали обладателями новых нижних челюстей. Один из них лишился челюсти из-за опухоли, а второй сломал ее. Видимо, очень сильно, так что собрать не смогли.
Это хирурги-стоматологи из больницы Кимберли.
Технология 3D печати в стоматологии используется аж с 1999 года. Пионер этой области - компания Align Technology, начавшая производство и продажу кап для зубов как альтернативы брекетам.
Позвоночник
Проблемы с межпозвоночными дисками - вещь достаточно распространенная. Недавно и я с ней столкнулся: у меня, как утверждает невролог, один из шейных позвонков скошен, то есть каким-то образом он «стесался» и стоит неправильно. Результат занятий спортом. Но Плющенко ведь как-то продолжает кататься с искусственным позвонком - и живой.Венец разработок в этой области - недавняя операция пекинских ученых на позвоночнике 12-летнего мальчика со злокачественной опухолью спинного мозга. Материал, из которого сделали позвонок - пористый, потому менять позвонок, как считают ученые, не придется: он попросту обрастет костной тканью, то есть станет неотъемлемой частью тела.
Единственный минус, кроме кучи плюсов: чуть дольше пройдет реабилитация, нежели при использовании традиционных материалов.
Череп
С помощью объемной печати 75% черепа пациента были заменены . Неплохой показатель. Эта операция прошла 4 марта 2013 года в США, сделана она была после двухнедельной работы с отсканированной моделью черепа пациента. Результат повторяет мельчайшие подробности формы.По утверждению Oxford Performance Materials, от 300 до 500 человек в США ежемесячно могут стать пациентами, которым требуются подобные операции. К ним относятся жертвы дорожно-транспортных происшествий, военнослужащие и онкологические пациенты с опухолью в черепе.
Другие кости
Почему 3D печать с точки зрения протезирования костей настолько эффективна?1) Скорость. Использование традиционных технологий литья протезов - процесс долгий.
2) Легкость. Вес, кстати, можно регулировать, изменяя пористость титанового протеза.
3) Пористость. Именно это качество позволяет протезу быстрее «обрастать» живыми тканями.
В этом июне прошли несколько операций в том же Китае, в которых пациентам имплантировали ключицу, лопатку и правую подвздошную кость таза. Показания к операции - раковые опухоли.
Это напечатанный на принтере протез лопатки.
А здесь в руках врачей мы видим не протез, а 3D модель таза. Имея перед глазами такую модель, врачи смогли быстрее и эффективнее работать во время операции.
Суставы
В начале этого года в США появился первый человек, которому имплантировали коленный сустав, напечатанный на 3D принтере.Чем это лучше обычных имплантов? Суть кроется в «мелочах»: обычно для протезирования коленного сустава подбирается протез, после чего кость обтачивается, чтобы подойти к нему. В случае же с печатью разработчики взяли результаты компьютерной томографии и сделали сустав, который максимально естественно подойдет этому пациенту.
Занималась этой работой компаний Conformis. По словам Майка Майерса, который теперь нормально ходит и даже играет в гольф, а не останавливается через каждый квартал, он инородного тела в организме не ощущает.
Еще одно важное отличие такого типа суставов от классических стальных и пластиковых: «классику» через 10-20 лет придется менять.
В Британии в этом году была проведена операция по замене тазобедренного сустава напечатанным. 71-летнюю бабушку подняли на ноги. Материал - снова титановый порошок.
Ушная раковина
И это не просто раковина, а настоящее бионическое ухо. Только к человеку его пока не пришили.Это устройство, выполненное с участием живых клеток человека, содержит индуктивную радиоантенну. Это пока концепт, над которым еще будут работать. Создан он для опробации использования наноэлектроники в 3D печати.
Печень
Для исследований лекарств в 2013 году ученые смогли напечатать на 3D принтере ткани печени. В качестве материала использовали гепатоциты, звездчатые клетки и клетки эпителия, выстилающего кровеносные сосуды.
Процесс биопечати.
Основная на данный момент проблема использования 3D печати в протезировании органов - это кровоснабжение. Ведь каждая клетка в тканях находится рядом с капиллярами. Пока эту проблему ученые не решили.
Ортопедические изделия
Идея на поверхности: напечатать ортопедические стельки на 3D принтере после сканирования становится очень легко и быстро.
Помощь во время операций
Имея перед глазами объемную 3D модель, хирургам будет гораздо проще ориентироваться внутри живого человека во время операции.Тем более, когда операция проходит на маленькой девочке, чья раковая опухоль признана неоперабельной. Опухоль двенадцатилетней девочки, чьи модели мы видим на этих изображениях, находилась слишком близко к позвоночнику, а также была окружена здоровыми тканями, органами, венами и артериями. Эта опаснейшая операция прошла успешно, потому что врачи использовали эту распечатанную 3D модель и тщательно спланировали операцию с ее помощью.
Также сейчас собирают библиотеку 3D макетов сердец со всего мира. Распечатанное сердце также помогает врачам планировать операцию, ведь одно дело - видеть результаты сканирования, а другое - держать их в руках в натуральную величину.
3D печать в области медицины еще не раскрыла весь свой потенциал. Многие уверены, что на подходе - печать органов в реальном времени. Возможно, до этого осталось лет 10-12. Так врачи не будут ждать, когда донор попадет в аварию, оставив после себя сердце: врачи просто возьмут необходимые анализы и напечатают нужный орган.
История объемной печати с 1980-х годов ведет нас к этой возможности. И тут же создаются новые рабочие места и возможности для ведения бизнеса: компании, цель которых - помощь хирургам в проведении операций, разработка и создание новых видов протезов и исследование материалов, а также тестирование лекарств и создание для этого тканей методом биопечати.
Новые возможности и тренды рождают новые требования к специалистам. Так появляется профессия «био-архитекторы» в области 3D печати.
Органы у каждого человека далеко не одинаковые, а травматизм при пересадке можно снизить за счет подгонки размеров и уникальных особенностей нового органа. Если мы можем напечатать новый орган, то мы же можем использовать в нем все лучшие особенности старого органа, но при этом исправить недочеты. Получается нам нужен специалист, который отлично знает медицину, анатомию, умеет работать с 3D моделями, понимает 3D печать и способен буквально доработать новый печатаемый орган.
На прошедшем молодежном форуме «Машук-2018» ставропольские ученые представили инновационный медицинский проект «HoloDoctor. Симуляция, планирование операций, обучение студентов медицинских специальностей» по созданию трёхмерным моделей внутренних органов, для печати которых используется 3D принтер Raise3D . Мы встретились с Артемом Мишвеловым, одним из основателей проекта, он рассказал нам о внедрении цифровых технологий в современные медицинские реалии, чего уже удалось достигнуть, и какие перспективы ждут в ближайшем будущем.
— Артём, вы занимаетесь разработкой и внедрением цифровых технологий в медицинской сфере, облегчающих работу врачам и оптимизирующих процесс постановки диагноза и лечения пациентов. Расскажите, что вас подтолкнуло заниматься именно этим направлением?
Я закончил Северо-Кавказский федеральный университет, учился на врача медицинской биохимии, потом переквалифицировался на 3D биодизайнера-визуализатора. Медицинские цифровые технологии - это интересное и перспективное направление, которое объединяет инновационные технологии, такие как 3D печать, трехмерную виртуальную реальность, работу со стволовыми клетками и многое другое. С 9-го класса я начал конкретно изучать компьютерную томографию и 3D печать. Акцент делал на компьютерной томографии, МРТ, УЗИ, в целом на дифференциальной диагностике. Потом в университете перешёл к реализации зародившихся идей. Первой была программа для обучения студентов-медиков. Опирался на всем известный сериал «Доктор Хаус», который подкинул несколько интересных мыслей. К примеру, экспертная система «КиберХаус» или ПО «DoctorCT», которое позволяет переводить медицинские DICOM-изображения в 3D модели. Программа помогает конструировать трёхмерные модели органов, а потом распечатать их на 3D принтере. Если этого мало, можно воспользоваться очками виртуальной или дополненной реальности через гарнитуру Microsoft HoloLens, используя, при этом разработанный программный комплекс HoloDoctor.
— Вы параллельно работаете в нескольких масштабных стартапах, таких как Кибермед, ХолоМед, Соцмедика. Расскажите немного о каждом из них, это стартапы с государственной поддержкой? Они все основаны на внедрении 3D печати в медицинские биотехнологии?
Да, в каждом нашем проекте так или иначе задействованы аддитивные технологии, куда без них в наше время.
Центр кибермедицины и прототипирования Кибермед занимается разработкой и производством бионических и тросевых протезов. ХолоМед посвящен виртуальным симуляторам, планированию хирургического вмешательства, в частности цифровой медицине, а это и 3D печать, и биопринтинг.
Еще есть Соцмедика — резидент Сколково. Это IT-компания, специализирующаяся на создании медицинских экспертных систем, мы являемся региональными представителями в Ставропольском крае.
Так получилось, что за несколько лет мы выиграли несколько грантов, в том числе на форуме «Машук», в конкурсе «Умник», в сколковском Startup Village и т.д. И сейчас с помощью грантов реализуем программные проекты совместно со Ставропольским медицинским университетом, Студенческим конструкторским бюро и пр.
Да, наши проекты поддерживает правительство Ставропольского края, администрация президента. Особенно сильно мы ощутили эту поддержку после визита президента на наш стенд в рамках форума «Машук-2018».
Честно говоря, мы не ожидали такого внимания, наш проект отобрали в числе 7-ми других из нашего региона. Мы рассказали о наших инновационных медицинских цифровых технологиях, продемонстрировали принтер Raise3D , напечатанные на нем модели и произвели фурор, сами того не ожидая.
— На недавно прошедшем форуме «Машук-2018» вы презентовали возможности печати на 3D принтере точных прототипов человеческих органов, которые могут значительно облегчить диагностику для медиков. Расскажите, как это происходит?
На основе компьютерной и магнитно-резонансной томографии (КТ, МРТ) создаётся двухмерное изображение и в разработанной нами программе конвертируется в 3D макет. Мы получаем анатомически точные органы, сердце, почки или даже целую систему органов конкретного пациента, потом загружаем файл в принтер и получаем трехмерную модель. Такие макеты служат своеобразным симулятором для практикующих врачей при планировании хирургического вмешательства. Также данные трёхмерные визуализации уже активно применяются для диагностики врачами нашего краевого диспансера.
К примеру, если использовать только традиционные данные компьютерной томографии, бывает сложно рассчитать точный объём опухоли и отделить её от органа. А чтобы принять решение о проведении операции, необходимо иметь точную 3D модель. В этом и помогает наше ПО и 3D принтер. Полученную многослойную модель также можно поместить в программу-симулятор и совместить с поверхностью тела, крупными сосудами и пр.
— Трёхмерные прототипы применяются также в обучении студентов-медиков?
Да, в том числе и в обучении будущих хирургов. В школах, университетах, институтах недостаточно практических материалов. Допустим, мы распечатали сердце, покрасили краской, чтобы выглядело реалистичнее. Студенты изучают топографию, кровеносные сосуды, что, где находится. А распечатанные на 3D принтере симуляционные фантомные органы, соответствующие конкретному пациенту, могут стать отличным практическим пособием. Подобные 3D макеты применяются у нас в Ставропольском медицинском университете.
— А что использовалось в качестве практических пособий в высших медицинских учреждениях до внедрения 3D печати? В чем преимущество прототипов, напечатанных на 3D принтере?
Раньше использовали настоящие органы, помещённые в банки с формалином. В чем минус — реальные органы нужно очень аккуратно использовать. Студенты могут просто посмотреть на них со стороны, каких-то манипуляций провести будет нельзя. Это совершенно не наглядно. В этом огромный плюс 3D печати. Вы можете напечатать огромное количество макетов и у каждого будущего медика будет возможность все внимательно изучить, пощупать.
— Вы также занимаетесь разработкой и изготовлением протезов с помощью 3D принтеров…
Начинали мы с тросевых ручных протезов. Это самый простой и бюджетный вариант - пластиковая кисть с легко заменяемыми деталями (большая часть элементов печатается на принтере). Функционал достаточно скромный - такой «рукой» можно взять чашку, открыть дверь, но мелкая моторика доступна только для бионических процессов. Они работают с мышечными импульсами, используя датчики электромиографии. Там уже доступно около 20 разных движений. Сейчас наши бионические протезы находятся на стадии тестирования у нескольких пациентов. Их отзывы позволят подкорректировать работу протезов, исправить все недостатки перед массовым запуском.
— Как вы оцениваете перспективы развития данного коммерческого направления? Насколько 3D печать удешевляет производство кастомизированных протезов, если сравнивать с традиционными методами (литье и пр.)?
Мы печатаем практически все детали протезов на 3D принтере Raise3D, конечно, кроме сервопривода, платы. Используем пластик ABS, PLA и гибридный сверхпрочный пластик. В итоге получаем персонализированное изделие, изготавливаемое в течение 2-4 дней с невысокой себестоимостью.
Другие бионические протезы изготавливаются неделями-месяцами. К примеру, есть сверхмощные зарубежные протезы, состоящие по большей части из железа со сложным механизмом, настройками и управлением. Изготовление, ремонт, замена занимает кучу времени. Хотя пациентам достаточно пластиковых протезов, напечатанных на 3D принтерах. Для маленьких детей в основном идут тросевые протезы. Подросткам с 14-16 лет делают бионические, только из соображений того, что с возрастом дети начинают бережнее относиться к вещам.
Можно изготовить стилизованные протезы индивидуально под каждого пациента, как рыцарские доспехи, или как у железного человека, вариаций много. Еще один плюс - элементы напечатанного протеза легко заменить. Иногда пациенты обращаются с просьбой заменить палец или кожух, и это делается за 1 или 2 дня. Получается такой протез-трансформер.
Мы представляли на конкурсе 3D принтер, который может превращаться в биопринтер со специальным экструдером, где помещается шприц, и можно печатать гидрогелями, пастами, шоколадом и пр. Что касается стволовых клеток, все печатается в стерильных условиях: в стерильном боксе, в специальном помещении.
В мае 2018 года стало известно о создании 3D-принтера, печатающего из сахара ткани для выращивания органов и изучения опухолей. Это разработка Университета штата Иллинойс (University of Illinois).
На рынке уже можно встретить 3D-принтеры, способные печатать объекты из сахара. В отличие от этих устройств новое оборудование использует изомальт - заменитель сахара, получаемый из свеклы и обычно встречающийся в леденцах от боли в горле и кашля.
После растворения и объемной печати сахарные структуры охлаждаются и затвердевают, создавая прочный скаффолд - подложки-носители, на основе которых происходит культивирование живых клеток. Здесь одна из проблем - получение материала, который «уйдет» не раньше и не позже нужного времени.
3D-печать с использованием сахара становится сложной, когда речь идет о регенерации сердечной ткани. Слишком большое давление приводит к потере формы структуры, а чрезмерное количество тепла приводит к кристаллизации или сжиганию ткани. Изомальт менее подвержен кристаллизации, чем обычный сахар, и не подвержен обесцвечиванию при растворении.
Профессор Рохит Бхаргава, который работает в центре лечения раковых опухолей в Иллинойсе, говорит, что уникальный метод позволяет производить конструкции из тонких трубок с круглым поперечным сечением. Ранее это было невозможно для полимеров. Растворимый же сахар помогает создавать цилиндры и туннели, которые напоминают кровеносные сосуды. Именно по этим сосудам можно транспортировать питательные вещества к тканям или клеткам. Разработка нового метода также позволит создавать каналы в микрожидкостных устройствах.
Технология Университета штата Иллинойс может найти применение в таких областях, как медицинские исследования, биомедицинская инженерия и производство. Эксперты надеются, что через какое-то время их 3D-принтер сможет печатать человеческие органы с нуля.
На 3D-принтере впервые напечатали роговицу
В мае 2018 года стало известно о первом создании роговой оболочки глаза при помощи 3D-принтера. Этим достижением смогли похвастать в Университете Ньюкасла (Newcastle University). По словам исследователей, теперь они могут использовать объемную печать для формирования роговиц из стромальных клеток для каждого человека.
Портативный 3D-принтер для печати искусственной кожи прямо на человеке
В мае 2018 года исследователи из Университета Торонто представили портативный 3D-принтер для печати кожи, предназначенный для лечения глубоких ожоговых ран. Группа исследователей отмечает, что это первое устройство, которое формирует и располагает распечатанный образец ткани непосредственно на месте ожога всего за пару минут. Подробнее .
ПО для 3D-печати органов с использованием искусственного интеллекта
11 апреля 2018 года производитель биологических 3D-принтеров Aether объявил о выпуске программного обеспечения для медицинской визуализации на основе искусственного интеллекта (ИИ), которое значительно продвинет разработку органов. Новое Automatic Segmentation and Reconstruction (ASAR) поможет врачам и исследователям повысить производительность путем автоматизированной сегментации органов и тканей.
Больницы экономят десятки тысяч долларов за счет 3D-печати
В марте 2018 года в Северной больнице Манчестера (NMGH) открылась лаборатория для помощи специалистам по челюстно-лицевым хирургии в лечении и реабилитации пациентов после с раком головы и шеи, лицевой травмой или врожденными аномалиями. Лаборатория была создана специалистом по реконструктивным технологиям Оливером Берли (Oliver Burley), который обосновал экономические преимущества 3D-лаборатории для больницы, а также провел сбор средств на саму лабораторию, программное обеспечение и 3D-принтер PolyJet (стоимостью $ 42000). В настоящее время в штате лаборатории состоят три специалиста, которые работают с девятью консультантами по челюстно-лицевой хирургии.
Получив степень магистра в области реконструктивных технологий, в курсе которых изучалось применение трехмерной печати, Берли представил руководству больницы Манчестера экономическую модель 3D-лаборатории. Первым аргументом в ее пользу стала экономия средств, поскольку больница ежегодно тратила $ 166 000 на проекты по 3D-печати. В среднем больница сталкивается с 20 случаями рака и 8-10 травмами ежегодно, и проведенный на основании этих данных анализ показал, что обслуживание собственной 3D-лаборатории обойдется дешевле. Хотя больнице приходится оплачивать лицензирование лаборатории, эта сумма остается фиксированной и не зависит от объема проделанной работы. Вторым аргументом стала экономия времени хирургов, которые могут использовать 3D-модели при планировании операций. Наконец, последним аргументом стало сокращение времени доставки 3D-моделей от производителя.
В качестве программного обеспечения для моделирования был выбран Materialize Mimics Innovation Suite, а для создания моделей реконструкции костей черепа челюстных остеотомий был взят ProPlan CMF; стоимость ПО составила около $ 25 000. Берли отмечает, что 3D-модели используются больницей почти в каждом случае рака головы и шеи; он уверен, что через пять лет лаборатория 3D-печати станет обязательным приложением центров лечения и реабилитации онкологических пациентов.
В основном лаборатория работает с пациентами, имеющими рак головы или шеи: им требуются реконструктивные операции, в том числе на основе костных трансплантатов для реконструкции верхней или нижней челюсти. Голова пациента сканируется, а затем создается виртуальная трехмерная модель. Хирурги и специалисты лаборатории могут рассмотреть различные виды реконструктивных операций и устройств в виртуальной реальности , прежде чем перейти к стадии проектирования. Разработанные протезы, стержни или пластины печатаются на 3D-принтере с использованием металлических или пластмассовых смесей. Заключительный этап проекта предполагает, что полученная модель стерилизуется и передается хирургам. Благодаря широкому спектру инструментов лаборатория принимает и другие заказы и уже используется ортопедами, неврологами и ревматологами.
Государственная служба здравоохранения добилась значительных успехов в трехмерной печати – так, в Уэльсе недавно создали первый в мире комбинированный костный трансплантат и представили трехмерную модель операции. Специалисты отмечают предпосылки того, что трехмерная печать все чаще будет использоваться в здравоохранении. В феврале 2018 года в Бристоле открылся новый исследовательский центр Bristol Biomedical Research Center (BRC), в котором предполагается изучать технологии тканевой инженерии путем биопечати. Новые разработки будут основаны на данных существующих исследований сердечно-сосудистой системы и 3D-печатных сердечных имплантатов.
Напечатанные на 3D-принтере конечности вставляют беженцам из Сирии
В марте 2018 года стало известно о том, что в одной из больниц Иордании используют напечатанные на 3D-принтере конечности для лечения беженцев, раненых в Сирии. Технологии, применяемые в проекте международной организации по оказанию медицинской помощи "Врачи без границ" (Medecins Sans Frontieres, MSF), позволяют в течение 24 часов спроектировать и изготовить протез, причем его стоимость в разы ниже, чем у традиционных искусственных конечностей.
По данным New Atlas, с начала 2017 года в программе MSF приняли участие пять пациентов-добровольцев, среди которых есть и дети. Проект реализуется в центре Восстановительной хирургии MSF на базе больницы Al-Mowasah Hospital в столице Иордании Аммане, где проходят лечение раненые во время военных конфликтов в Сирии, Ираке и Йемене.
По его словам, напечатанная на 3D-принтере рука может стоить около $20, в то время как обычный протез верхней конечности обходится в сотни долларов .
Помимо дешевизны и быстроты изготовления есть и другие преимущества. Например, протез, изготовленный с помощью трехмерной печати, можно спроектировать с учетом индивидуальных нужд пациента и его повседневных задач – от езды на автомобиле до обычных домашних дел. Кроме того, проектирование может осуществляться дистанционно, а на месте выполняться только сканирование конечности и сама 3D-печать.
Также напечатанные протезы существенно легче традиционных, что немаловажно для пациентов.
MSF надеется расширить программу и на другие регионы, нуждающиеся в подобной помощи.
2017
3D-биопринтер для лечения сахарного диабета
В начале декабря 2017 года австралийский университет Вуллонгонга представил новый настраиваемый 3D-биопринтер, который способен улучшить лечение пациентов с диабетом первого типа.
Изобретатели назвали систему 3D-биопринтером для трансплантации клеток поджелудочной железы (PICT). Новая технология была представлена министру здравоохранения Южной Австралии, а затем передана для использования Королевской больнице Аделаиды, которая стала первой в мире клиникой с подобным оборудованием.
Разработчики поясняют, что система наносит специальные биочернила, содержащие инсулин-продуцирующие островковые клетки, на трансплантируемые 3D-печатные каркасные структуры. Предполагается, что такой метод должен усовершенствовать существующий процесс трансплантации островковых клеток от доноров человека, применяемой для лечения серьезных случаев диабета. Новая технология позволяет снизить риск отторжения пересаженной ткани за счет включения в донорскую ткань клеток пациента.
Кроме того, биопринтер печатает несколько типов клеток, поэтому его каркасная структура также может включать эндотелиоциты, необходимые для роста новых кровеносных сосудов в пересаженной островковой ткани.
Исследовательский совет выделил грант Австралийскому центру передовых технологий в области электроматериалов, который возглавляет профессор Гордон Уоллес (Gordon Wallace), и теперь дальнейшая разработка и улучшение 3D-биопринтера, поступившего в Королевскую больницу Аделаиды, будет проводиться его командой.
3D-печать среднего уха для возвращения слуха
На ежегодном собрании Радиологического общества Северной Америки (RSNA) в декабре 2017 года было показано, как с помощью возможно воспроизводить точные копии среднего уха для возвращения слуха людям. Разработка начала применяться на практике.
Путем преобразования 3D-изображений, сделанных с помощью компьютерной томографии , в напечатанные на 3D-принтере протезы хирургам удалось с точностью поместить четыре имплантата разных размеров в человеческие уши.
| Если предположить, что наиболее вероятная причина неудачного исхода с существующим протезом кроется в неправильной посадке, то возможность создания индивидуального протеза, который сможет в точности заполнить костно-воздушный разрыв, с наименьшей вероятностью приведет к неудаче, - говорит автор исследования доктор Джеффри Хирш (Jeffrey Hirsch), доцент кафедры радиологии Университета штата Мэриленд в Балтиморе, в своем интервью для HCB News. - Наше исследование показывает, что в разных ушах даже на субмиллиметровом уровне присутствуют мельчайшие отличия, которые могут быть с точностью переданы с помощью 3D-моделирования. |
По мнению ученого, данный метод может улучшить хирургическую процедуру, которая часто терпит неудачу из-за неправильных размеров протезных имплантатов. В проведенном исследовании четыре хирурга осуществили введение имплантов в четыре разных средних уха. Все хирурги смогли точно совместить модель протеза с височной костью, содержащей среднюю и внутреннюю части уха. Шансы на такой исход при обычном протезировании равны 1:1296.
Хирш объяснил, что предоставляемая 3D-моделированием возможность видеть комплексные анатомические отношения позволяет выйти на новый уровень изучения, понимания и медицинского планирования.
Следующим шагом для исследователей будет разработка биосовместимого материала. В качестве такой платформы группа исследователей рассматривает использование выращенных стволовых клеток.
Печать мобильного детектора инфекций
В октябре 2017 года группа американских инженеров и ученых разработала новый комплекс для диагностики инфекционных заболеваний «на местах», в которой в качестве детектора используется обычный мобильный телефон и диагностический чип размером с кредитную карточку. Решение создано с использованием технологий .
Низкая стоимость, портативность, а также использование обычного мобильного телефона в качестве детектора делает этот диагностический комплекс незаменимым для диагностики инфекционных заболеваний в условиях ограниченных ресурсов или когда результат диагностики нужен немедленно. Интеграция диагностической платформы с современными мобильными коммуникационными системами позволит осуществлять персонализированное лечение пациентов и мониторинг эпидемиологической ситуации.
При этом время получения результатов диагностики сравнимо с временем проведения аналогичных тестов в условиях стационарной лаборатории - около 30 минут. Для сбора и интерпретации в режиме реального времени изображений ферментной умножающей реакции, которая осуществляется в кремниевом микрофлюидном чипе, служащем для визуального отображения результатов тестов, используется обычный смартфон .
Сам комплекс состоит из обычного смартфона и портативного гнезда-подставки, напечатанной на 3D-принтере и содержащей оптико-электронную «начинку», а также специальный интерфейс для камеры смартфона. Работающее в смартфоне приложение осуществляет сбор результатов проведенных с помощью микрофлюидного чипа тестов и данных о пациенте, которые затем передаются в облачную базу данных.
В ходе демонстрационных испытаний комплекс был использован для качественного и количественного анализа в капли крови инфекций, вызывающих заболевания органов дыхания у лошадей – лихорадки Зика, лихорадки Денге и лихорадки Чикунгунья.
Роботизированная рука, заменяющая сурдопереводчика
В августе 2017 года СМИ сообщили о разработке аспирантов Антверпенского университета (Бельгия), которая сможет облегчить жизнь глухих людей. С помощью 3D-принтера молодые ученые изготовили роботизированную руку, способную выполнять роль сурдопереводчика. Изобретение получило название ASLAN (Antwerp’s Sign Language Actuating Node).
Сурдопереводчики зачастую в дефиците, вот почему и было решено создать недорогую автоматизированную систему, которая сможет переводить текст на язык жестов.
Собранная изобретателями роботизированная рука состоит из 25 пластиковых деталей, распечатанных на 3D-принтере и приводится в действие с помощью 16 сервоприводов, за управление которыми отвечает платформа Arduino, сообщает Tech Crunch. В планах разработчиков - система с двумя роботизированными руками и лицом для передачи эмоций.
Пока существует только опытный образец устройства, но энтузиасты намерены довести проект до конца и сделать материалы своей работы общедоступными, чтобы желающие смогли самостоятельно изготовить робота -сурдопереводчика.
Печать искусственного сердца
В июле 2017 года Швейцарский федеральный технологический институт Цюриха (ETH Zurich) представил искусственное сердце, созданное при помощи трехмерной печати. На момент анонса выполненное из силикона изделие было далеко от стадии коммерческой готовности.
Искусственное сердце весом 390 граммов и объемом 679 кубических сантиметров напечатано на 3D-принтере методом литья по выплавляемым моделям. Левый и правый желудочки разделены не перегородкой, а специальной камерой, наполненной сжатым воздухом. Надуваясь и сдуваясь, эта камера имитирует сокращение мышц человеческого сердца и качает кровь.
К моменту демонстрации искусственного сердца оно поддерживает лишь 3000 ударов, то есть может работать от 30 до 45 минут. Для проверки работы сердца ученые использовали передовую тестовую среду, имитирующую сердечно-сосудистую систему человека, и жидкость, имеющую сравнимую с кровью вязкость. Функционирование приспособления запечатлели на видео.
К 2017 году от сердечной недостаточности страдает около 26 млн человек. Большинство из них безнадежно ждут доноров, которые бы обеспечили им новое сердце. Таким пациентам устанавливают специальные кровяные насосы, которые облегчают работу сердца, однако они могут вызывать серьезные осложнения и не предоставляют пациентам пульс.
Печать яичников
В мае 2017 года стало известно о яичников, которые позволили бесплодным мышам рожать. Ученые намерены тестировать разработку на людях.
Ученые Северо-западного Университета Чикаго создали искусственный яичник, позволяющий полностью восстановить репродуктивную функцию. В ходе эксперимента бесплодной лабораторной мыши был имплантирован протез, созданный с помощью трехмерной печати. Впоследствии мышата (трое из семи) смогли питаться молоком матери и получить здоровые пометы.
Биопротезы яичников состоят из пористого каркаса из желатиновых чернил, который заполнен фолликулами - крошечными содержащими жидкость мешочками, где хранятся незрелые яйцеклетки. Организм мыши-реципиента фактически координировал развитие тканей яичников, и поток крови через поры помог превратить имплантированную структуру в функциональный биопротез.
Впрочем, стоит отметить, что был напечатан не весь яичник целиком, так как он слишком сложный орган. Ученые создали соединительнотканную основу яичника: принтер заряжали желатином, который получали из коллагена, одного из главных белков соединительной ткани – коллаген был в той форме, в которой он обычно присутствует в яичниках животных. Затем в полученную (напечатанную) желатиновую основу погружали мышиные фолликулы с яйцеклетками внутри.
Пока неясно, подойдет ли такой протез человеку, так как женские фолликулы намного больше и растут быстрее. Однако ученые обещают провести исследования, направленные на развитие идеи в человеческом направлении.
2016
Напечатанное на 3D-принтере сердце на чипе
В конце октября 2016 года исследователи Гарвардского университета сообщили о создании первого в мире сердца на чипе, напечатанного на 3D-принтере . Новая разработка позволит проводить связанные с работой сердца эксперименты без участия подопытных людей и животных, говорится на сайте университета.
Результаты самого исследования, проведенного учеными Гарвардской школы инженерного проектирования (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences) и прикладных наук и Института биотехнологий им. Виза (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering), опубликованы в журнале Nature Materials.
Сердце на чипе выполнено из полупрозрачного синтетического материала, имитирующего структуру и функции сердечной ткани. В устройстве располагаются микроскопические датчики, способные отслеживать биение при воздействии на чип различных лекарственных средств и токсинов, выделяемых различными болезнетворными микроорганизмами.
Напечатанный на 3D-принтере орган не может служить имплантантом для человека, а предназначен лишь для проведения научных исследований. Благодаря новой технологии можно будет воспроизводить наследственные заболевания в лабораторных условиях с воссозданием клеток конкретного пациента, а также испытывать на искусственно выращенных тканях различные методы лечения, чтобы выбрать наиболее действенный.
Создание 3D-моделей органов перед операциями в Дубае
В октябре 2016 года стало известно о том, что в медицинских учреждениях Дубая появятся 3D-принтеры, печатающие точные макеты органов пациентов, которые предстоит оперировать. Благодаря новой технологии планируется повысить точность и эффективность хирургических операций.
Как сообщает издание Gulf News, все больницы, находящиеся под контролем Управления здравоохранения Дубая (Dubai Health Authority, DHA) на территории Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), будут оснащаться оборудованием для 3D-печати
По его словам, регуляторы ОАЭ работают над тем, чтобы законы соответствовали быстрому развитию технологий объемной печати. Не далек тот день, когда клиенты смогут распечатывать различные предметы в специальных киосках, поэтому очень важно определить четкие правила управления любым видом 3D-печати, добавил шейх.
Использование 3D-принтеров в медицинских целях стало частью стратегии Дубая по развитию 3D-печати, в задачи которой входит превращение города в лидирующий центр этой технологии к 2030 году. Ожидается, что все новые здания в Дубае к этому моменту будут на 25% состоять из деталей, напечатанных на 3D-принтерах.
Создание и вживление 3D-черепа
В апреле 2016 года стало известно о том, что южнокорейские хирурги смогли напечатать на 3D-принтере модель черепа и использовать его на живом человеке. Операция прошла успешно и помогла спасти человеческую жизнь, говорится в публикации на сайте 3Dprint.com.
В больницу при университете Чунан (Chung-Ang University) в Южной Корее поступила 60-летняя пациентка с жалобой на внезапную головную боль. У нее диагностировали субарахноидальное кровоизлияние. После тщетных попыток остановить смертельное кровотечение врачи приняли решение удалить часть черепа, чтобы уменьшить давление на мозг, вызванное его отеком. и создали точную трехмерную копию органа. При помощи специального оборудования модель была распечатана. Ее изготовили из чистого титана, который принято считать одним из лучших материалов для создания имплантов. Этот металл является легким, прочным и инертным, он имеет низкую вероятность отторжения организмом.
Операция по вживлению напечатанного на 3D-принтере черепа завершилась успешно. Профессор отделения нейрохирургии университета Чунан Квон Чжонтек (Kwon Jeong-tek) отметил, что создание синтетических имплантов и металлических пластинок, используемых для соединения костных отломков, давно применяется для замены элементов черепа человека, однако данная технология всегда была несовершенной.
ПО для 3D-печати в медицине
На вебинаре, который провела организация Society for Imaging Informatics in Medicine (SIIM) в конце марта 2016 года, доктор Университета Юты Джастин Крамер (Justin Cramer) перечислил основные программные продукты, которые могут использоваться для трехмерной печати в медицине.
- Horos
. Это бесплатная программа для просмотра рентгеновских снимков, а также изображений, полученных в результате
Напечатанный на 3D-принтере протез руки
- Blender. Это приложение также имеет открытый исходный код, а его одним из главных достоинств является очень активное интернет-сообщество, которое постоянно разрабатывает новые дополнения для этого продукта. Он функциональнее Horos, но труднее в освоении, подмечает Джастин Крамер.
- SketchUp. Программа позволяет моделировать различные трехмерные объекты и имеет достаточно широкие возможности. Для Крамера наибольшую пользу представляет функция конвертирования STL-файлов в формат Collada, с которым совместимо приложение Apple iBooks. SketchUp когда-то распространялся бесплатно, но к апрелю 2016 года он стоит $695. Образовательные учреждения (или те, у кого есть доступ к электронной почте в домене.edu) могут бесплатно скачать специальную версию программы.
- Materialise. Сам Университет Юты, известный своими достижениями в области трехмерной печати, пользуется САПР бельгийской компании Materialise. Речь идет о программе для обработки изображений Mimics и продукте 3-matic. Последний позволяет изменять геометрию, перестраивать сетку и создавать трехмерные текстуры, легкие конструкции и конформные структуры на уровне STL, готовя компьютерные модели для .
При выборе софта для 3D-принтеров Джастин Крамер рекомендует руководствоваться простым правилом: для начинающих подойдут бесплатные варианты, но если планируется создавать точные анатомические модели для профессионального использования, то лучше приобрести мощный платный продукт, поскольку с его помощью можно создавать более качественную модель.
Разработки Университета Юты: дешёвая 3D-печать методом наплавления
В конце марта 2016 года медицинская организация Society for Imaging Informatics in Medicine (SIIM) провела вебинар, в ходе которого радиологи из Университета Юты рассказали о возможностях своей новой лаборатории для . Ее особенностью является использование недорогого оборудования.
Для трехмерной печати было выбрано моделирование методом наплавления (FDM). Технология предполагает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели.
По словам доктора наук из Университета Юты Эдварда Квигли (Edward Quigley), метод наплавления является универсальным и дешевым способом создания объемных объектов, именно поэтому его часто используют для разработки медицинских 3D-принтеров начального уровня.
В Университете Юты сконструировали на основе FDM дешевый принтер, позволяющий печатать хрупкие и сложные анатомические модели, применяемые для образовательных целей. Для получения более точных и наглядных прототипов специалисты добавили в оборудование режимы цветной печати. Однако несмотря на все достижения процесс моделирования остается нелегким: очень часто происходит большой сбой, в результате которого 24-часовая печать объекта заканчивается лишь кучей расплавленного пластика, сетует Квигли.
Впрочем, были и успешные эксперименты в университете. Один из них изображен на иллюстрации выше. На картинке слева можно видеть напечатанную на 3D-принтере нейлоновую модель, демонстрирующую шейные позвонки, позвоночные артерии, дуральный мешок и спинной мозг. Справа показана виртуальная версия, на основе которой создавался физический прототип.
Эдвард Квиглин отметил, что 3D-печать может использоваться для проведения исследований, интраоперационного планирования операций, в сердечно-сосудистой и легочной хирургии. Такие технологии особенно полезны в травматологии, а также могут применяться, к примеру, для создания направляющей для биопсийной иглы или направляющей втулки для сверления зубов, добавил он.
