چاپ سه بعدی تجهیزات پزشکی

چاپ سه بعدی تجهیزات پزشکی
هنگامی که از صنعت تولیدات افزودنی صحبت می کنیم به فکر این افتادیم که چه مدل خارق العاده ای را در دنیای پیرامون خود چاپ کنیم. با تکنولوژی پرینت سه بعدی امروزه میتوان در هر زمینه ای و صنعتی مدل هایی را چاپ کرد . حال در این مقاله به چاپ سه بعدی تجهیزات پزشکی با پرینتر سه بعدی پرداخته ایم که کار پزشکان و بیماران را در این زمینه آسان کرده است.
مجموعه ای از فرصت ها
به گفته شبکه JAMA ، از پرینت سه بعدی پزشکی برای تشخیص ، جلوگیری یا درمان در پزشکی استفاده می شود بدون اینکه هیچ تأثیر شیمیایی بر روی هر قسمت از بدن داشته باشد. تفسیرهای مشابه توسط تعدادی از نهادهای دیگر ، از جمله تعریف اداره غذا و داروی ایالات متحده (FDA) ارائه شده است. سه کلاس از تجهیزات پزشکی وجود دارد:
- کلاس یک : دستگاه های کم خطر مانند باند و دستکش.
- کلاس دو : دستگاههای با خطر متوسط ، مانند کیت های بارداری و دستگاه های اشعه ایکس.
- کلاس سه : دستگاههای پرخطر مانند ایمپلنت (مثلاً نخاع ، ارتوپدی) و ضربان سازها.
همه وسایل پزشکی این کلاسها قابل چاپ نیستند. تمرکز اصلی بر روی قطعات قابل چاپ و همچنین دستگاههای پزشکی خاص بیمار است که باید به صورت شخصی و جداگانه برای هر بیمار چاپ و آماده شود . در مقایسه با تکنیک های معمولی ، چاپ سه بعدی تولید دستگاههای پزشکی خاص بیمار با هندسه های پیچیده را نسبتاً آسان می کند.
همچنین باید از مواد سازگار با بدن و انسان استفاده کند . طبق گفته FDA ، تجهیزات پزشکی مانند کاشت ، ابزار جراحی ، ترمیم دندان و پروتزهای خارجی قابل چاپ به صورت سه بعدی هستند. در ادامه چندین نوع تجهیزات پزشکی به منظور تعیین انواع تجهیزات پزشکی قابل چاپ سه بعدی ارائه می دهیم.
ایمپلنت های خاص
آناتومی هر فرد مختص خود اوست ، نکته مهمی که باید در حین جراحی مورد توجه قرار گیرد. همچنین ، باید توجه داشته باشیم که جراحی های بازسازی شامل ریسک بالایی است ، زیرا با آناتومی های پیچیده سروکار دارد. اگرچه ما می توانیم ایمپلنت های خاص بیمار (PSI) را طراحی و توسعه دهیم ، اما این روند به طور کلی پیچیده و گران قیمت است.
چاپ سه بعدی باعث بالا رفتن ارزش PSI ها ( ایمپلنت ها ) میشود ، زیرا از انعطاف پذیری بالایی در طراحی برخوردار است و همچنین کاشت بهتری را ارائه می دهد. فرآیند اولین قدم در ساخت یک PSI پرینت سه بعدی ، تولید تصاویر دقیق سه بعدی است. در حال حاضر ، توموگرافی رایانه ای (CT) و تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی (MRI) دو روش بسیار کاربردی هستند.
تصاویر بدست آمده معمولاً در قالب تصویربرداری دیجیتال و ارتباطات در قالب پزشکی (DICOM) ذخیره می شوند. از این تصاویر سه بعدی برای طراحی طرح های کاشت استفاده می شود. این داده همان چیزی است که برای طراحی کاشت استفاده می شود و پس از آن در نهایت به کد g تبدیل می شود. پس از چاپ سه بعدی ، PSI در آماده سازی برای جراحی استریل می شود.
بر خلاف کاشت های معمولی ، PSI های چاپی سه بعدی ، خطر بی ثباتی را با سازگاری با استخوان از بین می برند. به طریقی ، این امر باعث می شود ایمپلنت ها محمک در جای خود قرار گیرند . تحقیقات مداوم Othobaltic کاشت مفصل ران چاپ شده از آلیاژ تیتانیوم را با استفاده از فناوری DMLS ارائه می دهد. همین شرکت همچنین دارای طیف وسیعی از PSI های پلی اترترکتون (PEEK) مانند کاشت جمجمه و فک است.
بزرگترین مزیت PEEK سازگاری زیست سازگار با آن و خواص خوب استخوان سازی است. به گفته Spineuniverse ، دکتر رالف مابز ، جراح مغز و اعصاب در استرالیا ، اولین کسی است که کاشت نخاع چاپ شده سه بعدی را انجام می دهد. وی پس از برداشتن تومور در گردن بیمار ، ایمپلنت را نصب کرد تا ثبات در ستون فقرات بازگردد.
در مورد چاپ سه بعدی استخوان بدن انسان بیشتر یخوانید
اعضای مصنوعی
پروتزهای چاپی سه بعدی تفاوت زیادی در زندگی افراد دارای اندامهای معلول ایجاد می کنند. به این دلیل است که ما می توانیم آنها را بهتر ، سریعتر و ارزان تر از وسایل معمولی چاپ کنیم . به طور کلی ، ارزان بودن چاپگرهای سه بعدی و انعطاف پذیری طراحی باعث می شود پروتزهای چاپی سه بعدی در دسترس عموم قرار گیرد.
رایج ترین پروتزهای چاپی سه بعدی شامل بازوها ، دست ها و پاها است. تولید کننده گان بزرگ این پروتزها ، تعدادی از شرکت ها هستند. یکی از این سازمان ها الکترونیکی که این پروتزها را چاپ میکند NABLE است ، یک استارتاپی که روی چاپ سه بعدی دستان مصنوعی تمرکز دارد و آنها را به افراد نیازمند تحویل می دهد. که داوطلبان پروتزهای آنها شامل افرادی از سراسر جهان هستند . The Hero-arm ، از Open Bionics ، اولین بازوی بیونیک با چاپ سهبعدی است که از نظر بالینی مورد تأیید است. این بازو شامل حسگرهایی است که به منظور انجام کارهای مورد نظر ، سیگنالهای الکتریکی را از عضلات کاربر تشخیص می دهند.
استنت تزریق دارو
استنت های تخریب پذیر پتانسیل زیادی برای بهبود نرخ باز بودن طولانی مدت برای بهبود رگ های خونی دارند. در ابتدا این دستگاه ها برای بهبود در استنت های فلزی ، که باعث اثرات نامطلوب پس از ترمیم رگ های عروقی می شوند ، به وجود آمدند. تا به اینجا تحقیقات موثری جهت استنت های چاپ سه بعدی در دانشگاهی انجام شده . در آنجا ، تیمی برای ساختن ساختارهای فوق العاده كوچك ، یك روش جدید به نام استریولیتوگرافی میكروسكاری ارائه كرده است.
درمورد استنت ها بیشتر بخوانید
با قابلیت چاپ ویژگی هایی به اندازه هفت میکرون ، این مناسب برای یک استنت است. علاوه بر این ، هنگامی که داروها به مواد چاپی تزریق می شوند ، آنها به آرامی در محل کاشت آزاد می شوند و روند بهبودی در دیواره رگ های خونی را تسریع می کنند. تحقیقات بیشتر منجر به ایجاد استنت های مبتنی بر قند برای کمک به جراحی در اطراف رگ های خونی شده است. استنت های غیر شکننده به صورت سه بعدی چاپ می شوند تا در طی مراحل از عروق در کنار هم پشتیبانی کنند.
بانداژ
سوختگی های شدید یا زخم های دیگر که در بسیاری از لایه های پوست نفوذ می کنند ، بهبودی ندارد. در حقیقت ، در برخی از کشورهای در حال توسعه ، عفونت های ناشی از زخم های جدی می تواند کشنده باشد. حال این نوع زخم ها دلیل اصلی ایجاد باند های چاپی سه بعدی هستند.
در مقایسه با بانداژ های معمولی ، باندهای چاپی سه بعدی مزایای بسیاری دارند. برخی از مزایای اصلی شامل سفارشی کردن باندها با زخم های خاص ، تزریق با مواد خاص و افزایش دسترسی در مناطق در حال توسعه یا جنگ زده جهان است. باندی توسط یک تیم از دانشجویان در دانشگاه گراند کانیون طراحی شده. آنها یک باند هیدرو کلوئیدی چاپی کم هزینه و سه بعدی ایجاد کردند ، که در درمان عفونت ها مؤثرتر از حالت عادی بهبود است.
اساساً ، این ماده تا حدی از ماده ای مانند ژل تشکیل شده است که باکتری ها را در خود جای می دهد و به دام می اندازد. به گفته گیک ، محققان دانشگاه تورنتو یک بیوپرینتر سه بعدی با نام Printalive ساختند که می تواند باعث بهبود زخم و رشد مجدد پوست آسیب دیده میگردد.
وسایل جراحی
ابزارهای جراحی چاپی سه بعدی مزایای بی شماری از جمله انعطاف پذیری بالا در طراحی و حداقل زمان تولید را ارائه می دهند. درایورهای سوزنی ، هموستات ، دستگیره های پوست سر و فورسپس تنها معدود ابزارهایی هستند که در حال حاضر به صورت سه بعدی چاپ می شوند.
آنچه باعث خاص بودن آنها می شود این است که به راحتی می توان در چندین نوع مختلف متناسب با کارکردهای خاص تهیه کرد. به عنوان نمونه ، برای حل مسائل مربوط به زنجیره تأمین ، گروهی از محققان ارتش و نیروی دریایی ایالات متحده یک کیت جراحی چاپی سه بعدی تهیه کردند. این ترکیب از یک hemostat کلی ، یک سوزن ، فرمسپس بافت ، یک جمع کننده ، یک دسته اسکالپل و قیچی تشکیل شده است. قطعات ساخته شده از AbSi-Ag ، پلاستیک مهندسی شده و همچنین با نقره اصلاح شده است.
قالب
قالب های چاپ سه بعدی مناسب برای پزشکان و ارتوپدها که توسط پرینتر سه بعدی چاپ می شود . این دستگاه یک نگه دارنده در محل های آسیب دیده بدنی است ، همچنین قابلیت انعطاف ، تهویه مناسب ، بهداشتی و قابل بازیافت هستند. طبق گفته MIT Technology Review ، یک قالب چاپی معمولی برای بیماران و صدمات آن ها قابل تنظیم است.
یک اسکنر جزئیات اندام آسیب دیده را اسکن می کند و نرم افزار طراحی یک مدل سه بعدی سفارشی تولید می کند. چنین قالب هایی معمولاً به صورت سه بعدی چاپ می شوند و در اطراف اندام شکسته قرار می گیرند تا زمانی که بهبود یابد. بسیاری از پزشکان آنها را به دلیل داشتن وزن سبک ، تهویه ، ضد آب بودن و داشتن دسترسی آسان به ناحیه آسیب دیده ، به قالب های معمولی ترجیح می دهند.
تجهیزات متفرقه
به طور طبیعی ، بسیاری از تجهیزات پزشکی دیگر در حال چاپ سه بعدی هستند. در زیر چند نمونه قابل توجه وجود دارد که در دسته های فوق قرار نمی گیرند. سرنگ های گوش می توانند یکی از این ابزارها باشند. با توجه به این موضوع ، یک استارت آپ به نام Safkan اولین دستگاه خودکار تمیز کردن گوش ، اتوس را طراحی و توسعه داد. آنها با Protolabs برای تولید قطعات چاپی سه بعدی با استفاده از فناوری Polyjet و ماشینکاری CNC همکاری کردند. این دستگاه مایعات اضافی گوش را در مدت سی و پنج ثانیه پاک و دفع می کند.
نظرات
نظری ثبت نشده