Lisatehnoloogia: meditsiinitööstuse kohandamise ajastu sisseviimine

Meditsiinitööstuse võlu: saabub lisatehnoloogia

Kuna meditsiinitehnoloogia areneb isikupärastatud ja täppishoolduse suunas, kujundab lisandite tootmine (3D-printimine) oma paindliku kohandamise ja kiire prototüüpimisvõimalusega ümber meditsiinitööstuse diagnoosi- ja ravimudeleid.

Meditsiinimudelid: haiguse "perspektiiv".

Lisatehnoloogia peamine rakendus on meditsiiniliste mudelite loomine. Need toimivad arstide jaoks "perspektiivina", pakkudes kolmemõõtmelist vaadet keha keerukatele sisestruktuuridele. Ortopeedias kasutavad arstid 3D-printimist, et muuta CT- või MRI-skaneeringutest saadud digitaalsed meditsiinilised kujutised täpseteks füüsilisteks luumudeliteks.

Chongqingi ülikooli sidushaigla kasutas kunagi 3D-printimist, et ravida kõrgel{1}}parapleegiaga patsienti, kellel tekkis pärast kõrgelt kukkumist mitu luumurdu kogu kehas. Patsiendi keerulise seisundi tõttu vajas olemasolev C3 vaagnaluumurd{3}} tema elukvaliteedi parandamiseks keerukat vaagnapiirkonna taastavat operatsiooni. Seistes silmitsi selle suure-riskiga protseduuriga, kasutasid arstid 3D-printimist, et täpselt kopeerida patsiendi vaagnastruktuuri ja luua täielik-mõõtkavas füüsiline mudel. Selle 3D-navigatsioonisüsteemiga suutis meditsiinimeeskond läbi viia täieliku operatsioonieelse proovi: nad võisid mudelil simuleerida luumurdude vähendamise protsessi, kohandada sisemist kinnitusplaati luumurru morfoloogia põhjal ja täpselt planeerida kruvide sisestamise tee. Lõppkokkuvõttes viisid nad tänu 3D-printimise mudelitehnoloogia läbimurdele selle keerulise operatsiooni edukalt lõpule.

Meditsiiniline 3D-printimise tehnoloogia

See 3D-mudel mängib ainulaadset rolli ka arstide{1}}suhtluses. Traditsiooniliselt on diagnostikas esitatud ebaselged kahe-mõõtmelised kujutised muudetud 3D-prinditud mudelite abil käegakatsutavateks kolme{4}}dimensioonilisteks kuvadeks. Patsiendid ja nende perekonnad saavad kahjustust vahetult jälgida, saades ainulaadse vaate inimese anatoomiasse. See visuaalne esitlus mitte ainult ei süvenda patsientide arusaamist oma seisundist, vaid loob ka silla tõhusaks suhtluseks arstide ja patsientide vahel, võimaldades raviplaanide sügavamat mõistmist ja koostööd.

Xinmai meditsiiniline südamemudel

Südamekirurgiaga seotud suurte riskide vähendamiseks kasutab UnionTech SLA (Solid Light Amplification) tehnoloogiat, et printida ülitäpsed{0}südamemudelid, et aidata arste operatsioonieelsel teel planeerida. Seda mudelit on edukalt rakendatud keerulistes protseduurides, nagu aordiklapi asendamine, vähendades oluliselt intraoperatiivset ebakindlust.

Lisandtehnoloogia

Meditsiinilised traksid ja juhendid: "Nähtamatud abilised" kirurgias

Meditsiiniseadmetes mängivad asendamatut rolli ka meditsiinilised breketid ja juhendid. Nad on nagu "nähtamatud abilised" kirurgias, mängides vaikselt olulist rolli. Diagnoosimisest ravini, kirurgilisest abist kuni patsiendi paranemiseni on need asendamatud.

Võtke näiteks Shanghai üheksanda rahvahaigla stomatoloogia osakonna pindluu rekonstrueerimise alalõualuu kirurgia juhend. Alalõualuu kasvajad on levinud suu- ja näo-lõualuukirurgia puhul. Pärast kasvaja resektsiooni tekivad sageli alalõualuu defektid, mis mõjutavad tõsiselt patsiendi näo välimust ja funktsiooni. Traditsiooniline fibulaarse rekonstrueerimise operatsioon tehakse pärast nahaklapi eemaldamist, mistõttu on alalõualuu kontuuri täpne rekonstrueerimine keeruline. Lisatehnoloogia abil saavad kirurgid aga kasutada spetsiaalset tarkvara, et kujundada patsiendi CT andmete põhjal alalõualuu tuumori lõikejuhikuid, alalõualuu kännu välisfiksatsiooni ühendusjuhikuid, pindluu osteotoomia juhendeid ning pindluu kujundamise ja positsioneerimise juhendeid.

Operatsiooni käigus paljastas kirurg esmalt alalõualuu kasvaja ja osteotoomiajuhiku jaoks vajaliku luupinna. Seejärel sisestati osteotoomia juhend ja tehti osteotoomia, mis lõigati täielikult välja alalõualuu kasvaja. Seejärel kasutati pärast kasvaja resektsiooni kahepoolsete alalõualuu kändude ühendamiseks mandibulaarse kännu välist fiksaatorit, luues stabiilse hambumussuhte. Seejärel koguti tavapäraste kirurgiliste tehnikate abil vaba fibulaarne lihaslapp, kusjuures jalalaba oli terve. Seejärel sisestati osteotoomia jaoks fibulaarne lõikejuht. Pärast peenhäälestamist pandi fibulaarne vormimisjuhik, millele järgnes jalalaba katkestamine ja ülekandmine alalõualuu defektile. Pärast peenhäälestamist kinnitati fibulaarne klapp sisemiselt alalõualuu kännu külge.

See lähenemine parandab oluliselt kirurgilise täpsuse. Uuring, milles võrreldi digitaalseid kirurgilisi juhendeid läbinud patsiente tavaoperatsiooniga patsientidega, näitas, et juhtrühmas oli fibulaarsete vormimise aeg oluliselt lühem kui kontrollrühmas, samuti oli fibulaarklapi keskmine isheemiline aeg oluliselt lühem. Võrreldes uurimisrühma poolt tehtud tegelike operatsioonide CT-rekonstruktsioone simuleeritud operatsioonide mudelitega, oli keskmine viga lõualuu asendis ligikaudu 1,5 mm. Patsientide näoilme ja hambumusfunktsioon olid operatsioonijärgselt hästi taastunud.

Renji haigla närvinõela juhend

UnionTech töötas koostöös professor Lü Jianwei meeskonnaga välja närvinõela modulatsioonikirurgia (SNM) nõelajuhendi. Patsiendi CT andmete põhjal kohandatud juhend navigeerib operatsiooni ajal täpselt nõela teekonnal, vähendades närvikahjustuste ohtu. Praegu kasutatakse seda laialdaselt uroloogias.

Kirurgilisi juhendeid peetakse täpse operatsiooni oluliseks tööriistaks.

Meditsiinilised implantaadid: inimkeha kohandatud osad

Meditsiinilised implantaadid on nagu inimkehale kohandatud "osad". Kui teatud kuded on kahjustatud, võivad need mängida olulist rolli nende asendamisel. Lisanduv tootmistehnoloogia on näidanud ainulaadseid eeliseid ka meditsiiniliste implantaatide valmistamisel.

Titaanisulamist implantaadid on levinud meditsiiniliste implantaatide tüüp. Võtke näiteks puusaimplantaadid. Atsetabulum on puusaliigese oluline komponent, mis asub puusaluu külgpinna keskel. See on sügav, poolkerakujuline nõgus struktuur, mille läbimõõt on ligikaudu 30-50 mm. Lisandite tootmistehnoloogiat kasutades saab Muees 430 masin toota titaanisulamist ühes tükis acetabulumi. Seda 3D{11}}prinditud puusaimplantaati saab kohandada vastavalt patsiendi erivajadustele. Poolas asuv haigla 3D{13}}printis puusaproteesi patsiendile, kellel tekkisid tüsistused eelmisest terasest proteesist. Arstid tegid esmalt röntgeni-ja kõrgresolutsiooniga CT-skaneeringuid, et luua vaagna- ja puusaliigese 3D-mudel, hinnates kõiki patsiendi vaagnapõhja defekte ja vigastusi. Inseneride ja ortopeediliste kirurgide meeskonna abiga kohandati implantaat täpselt vastavalt patsiendi vajadustele. Lisaks on selle implantaadi acetabulum-komponent kaetud avatud{19}poorkattega titaanist, süsinikust ja silikoonist, mis sarnaneb väga patsiendi loomuliku luustruktuuriga ja on antibakteriaalne, tagades luu sissekasvamise implantaadi struktuuri ja aidates patsiendil kiiresti taastuda.

Lisaks titaanisulamist implantaatidele on olulised rakendused ka kõrgel{0}}temperatuuril PEEK-implantaatidel. Kolju rekonstrueerimise operatsiooni ajal kasutavad arstid CAD-tarkvara, et kujundada kohandatud koljuosa, mis põhineb patsiendi CT-skaneerimise andmetel. Seejärel prinditakse need tükid 3D-printimiseks, kasutades FDM-tehnoloogiat (sulatatud sadestamise modelleerimine), kasutades suure jõudlusega -PEEK-materjali. PEEK pakub suurepäraseid mehaanilisi omadusi, kõrget -temperatuurikindlust, korrosioonikindlust ja bioühilduvust inimkehaga, vähendades kolju rekonstrueerimisel kasutamisel äratõukereaktsiooni ja nakatumise ohtu. Sõltumatute uuringute ja tehnoloogilise innovatsiooni kaudu kasutab Kangtuo Medical täiustatud lasersulatatud sadestamisprotsessi PEEK-i pulbri kiht-kihilt sulatamiseks ja sadestamiseks, saavutades edukalt lisanditootmise PEEK-tehnoloogia industrialiseerimise ja pakkudes tugevat tuge kodumaise meditsiiniseadmete tööstuse arengule.

Meditsiinitööriistad: uus meditsiiniinnovatsiooni mootor

Meditsiinitööriistad kui inimkehaga otseselt või kaudselt kasutatavad esemed mängivad meditsiinilistes protseduurides olulist rolli. Lisatehnoloogia on muutnud revolutsiooni ka meditsiiniinstrumentide tootmises. Kirurgilisi lõiketööriistu, veresoonte stente ja meditsiinilisi pistikuid saab nüüd toota 3D-printimise abil.

Võtke näiteks rindade aspiratsioonisond. Seda minimaalselt invasiivset kirurgilist instrumenti kasutatakse kahtlaste rinnakahjustuste biopsiaks ja healoomuliste rinnakahjustuste minimaalselt invasiivseks ekstsisiooniks. Selle põhiomadused on kolmnurkne lõikeserv ja nõela ots. Traditsiooniliste rinnaaspiratsioonisondide valmistamisel võib olla piiranguid. Kuid kasutades lisandtehnoloogiat, Muees 430 masinat ja titaanisulamit, saab neid valmistada vaid 0,35 tunniga. See 3D-prinditud rindade aspiratsioonisond võimaldab täpsemat disaini ja tootmist. Selle lõikeserva ja nõela otsa kuju saab optimeerida vastavalt konkreetsetele vajadustele, parandades punktsiooni ja ekstsisiooni efektiivsust ning minimeerides patsiendi rinnakoe kahjustusi. Lisaks võimaldab 3D-printimine sondi isikupärastada, võimaldades luua iga patsiendi rindade struktuuri ja seisundi jaoks kõige sobivama sondi.

Teine näide on küünarluu ja radiaalne luuplaat, mida kasutatakse küünarluu murdude fikseerimiseks ja normaalse luufunktsiooni taastamiseks. Unikaalseid eeliseid pakuvad ka ulnaar- ja radiaalsed luuplaadid, mis on valmistatud lisatootmistehnoloogia abil. Neid saab kohandada vastavalt patsiendi luumurru koha konkreetsele kujule ja suurusele, mis sobib paremini luusse ja tagab stabiilsema fikseerimise. Muees 430 masinaga valmistati küünarluu ja radiaalne luuplaat titaanisulamist. Proovi mõõtmed olid 60 x 31 x 7,7 mm ja printimisaeg 0,63 tundi . 3D-prinditud küünarluu- ja radiaalluuplaate saab samuti struktuuriliselt optimeerida, et tagada piisav tugevus, vähendades samal ajal kaalu ja patsiendi koormust.

Meditsiiniline hambaravi: "isikupärastatud" suutervis

Hambaravi valdkonnas juhib lisaainete tootmistehnoloogia isikupärastatud diagnoosimise ja ravi uuenduste lainet. Traditsioonilise silikoonvormi{1}}võtmisprotsessi lõpuleviimiseks kulub sageli kolm päeva. Tänu intraoraalse 3D-skaneerimise ja lisatootmistehnoloogia koostööle on kogu vormi valmistamise protsess{4}}lühenenud kõigest kahele tunnile. See tehnoloogiline läbimurre ei saavuta mitte ainult hüpet efektiivsuses, vaid väldib digitaalse modelleerimise abil ka võimalikke deformatsioonivigu, mis on seotud käsitsi jäljendi-võtmisega, jäädvustades täielikult mikroni-täpsusega suuõõne struktuuriomadusi.

Kasutades täpseid digitaalseid mudeleid, saavad arstid kasutada intelligentset disainiplatvormi, et kohandada igakülgselt restauratsiooni hambumusstruktuuri, morfoloogilisi proportsioone ja esteetilisi detaile. Näiteks saab 3D-printimisega täiuslikult kohandada täielikke proteeside aluseid patsiendi ainulaadse suufüsioloogiaga, saavutades sujuva ülemineku taastamise ja pehmete kudede vahel. Eriti geniaalne 3D-printimine suudab taastamispinnal korrata loomuliku hambaemaili läikeüleminekuid ja tekstuuridetaile, luues suu taastamise lahenduse, mis ühendab funktsionaalsuse biomimeetilise esteetikaga.

Tehnoloogilised läbimurded nähtamatu ortodontias on samuti verstapostid. Võrreldes visuaalse koormuse ja võõrkehatundega, mis on seotud traditsiooniliste metallklambritega, juhatavad 3D-printimise tehnoloogia abil toodetud läbipaistvad joondajad sisse õmblusteta ortodontia uue ajastu. Iga joondus on individuaalselt vormitud patsiendi hammaste 3D-mudeli põhjal, säilitades peaaegu -nähtamatuse, võimaldades samal ajal hammaste järkjärgulist liikumist täpsete mehaaniliste arvutuste abil. See uuenduslik ravilahendus mitte ainult ei paranda mugavust, vaid suurendab oluliselt ka patsientide enesekindlust ja jätkuvat ravisoostumust.