Адитивні технології для медицини

2016 р��к стане переломним для адитивних технологій в медичній сфері?

3dtoday за матеріалами Medical Plastics News: Why is 2016 the year for additive manufacturing in the medical sector?

За останні роки адитивні технології стали одними з найбільш затребуваних у світі. Дивно, але їм вдалося торкнутися буквально всі сфери нашого життя і змінити життя мільйонів людей.

Аддитивное виробництво - процес з'єднання матеріалів і вирощування об'єктів по 3D-моделі, як правило, шар за шаром. Найчастіше його світанок співвідносять з індустріальним виробництвом, в той час як свій «бум» воно пережило в епоху розвитку цифрових технологій.

У минулому році аддитивное виробництво почало набирати обертів в медичній сфері. Почасти це пов'язано з відкриттями, зробленими в останні роки, великими інвестиціями і появою нових передових технологій.

Як показано на малюнку, індустрія адитивного виробництва впевнено йде вгору. Починаючи з 2009 року, її щорічний приріст становить 25%. До кінця цього року її обсяг перевищить 5 мільярдів доларів. Однак в цьому заслуга не тільки промислового сектора.

Левова частка цього зростання припадає на медичний та стоматологічний ринки. Причина зрозуміла: з появою адитивного виробництва лікарі та хірурги отримали в своє розпорядження унікальне 3D-друкарське обладнання і змогли значно розширити асортимент своїх послуг.

Успіхи адитивних технологій в 2015 році

У минулому році адитивні технології пережили світанок в різних галузях медицини. Її головна заслуга полягає в масової індивідуалізації, наприклад, в можливості виготовлення хірургічних імплантатів за параметрами пацієнта. Вперше в історії хірурги навчилися виготовляти такі імплантати, які постають як влиті і майже не завдають пацієнтові неприємних відчуттів.

Очевидно, що цієї технології буде що запропонувати людям в майбутньому, коли почнеться масова установка імплантатів, здатних підлаштовуватися під руху тіла на відміну від стандартних імплантатів, які встають криво і болять. Ці імплантати допоможуть пацієнтам швидше відновитися і повернутися до звичного життя.

Крім імплантатів медичні установи навчилися виробляти кастомниє ортопедичні пристрої та наочні посібники для попереднього проведення операції, які допоможуть підвищити якість лікування.

Також в минулому році на медичному ринку з'явилося кілька великих гравців, які внесли свою лепту в його розвиток. Наприклад, Stratasys, одна з найбільших компаній в сфері 3D-друку, зібрала групу вчених, яка зараз займається розробкою 3D-друкованих рішень для медичних установ.

І останнє. У 2015 році було укладено чимало взаємовигідних угод. Наприклад, бельгійська компанія Materialise, відомий розробник програмного забезпечення, уклала співпрацю з багатьма організаціями, в тому числі Arcam, щоб скоротити терміни виконання замовлень і витрати на розробку нової продукції за рахунок впровадження програм в усі процеси виробництва.

Охорона здоров'я розвивається разом з адитивним виробництвом

В кінцевому підсумку в сфері медицини на адитивні технології стали покладати великі надії. Результат не забарився: сьогодні це одна з найбільш фінансованих галузей досліджень. Певною мірою це пов'язано з впливом сектора приватної охорони здоров'я. Швидкий розвиток технології 3D-друку і незмінно високий рівень попиту змусили такі компанії, як Siemens і Medtronics, вкласти великі суми грошей в науково-дослідні роботи, щоб випередити інших гравців на ринку.

Також у медичній індустрії є певна економічна перевага перед іншими сферами промисловості, коли мова заходить про інновації. Візьмемо, наприклад, залізничну та аерокосмічну промисловість. Обидві ці сфери пов'язані бюрократичною тяганиною, правилами та вимогами місцевих органів влади. Зокрема, конструкція літака повинна відповідати нормам льотної придатності.

У медицині все по-іншому. Тут вчені усіма силами намагаються розсунути межі неможливого в спробі підвищити якість лікування. Зрозуміло, в цій сфері теж є свої вимоги до нової продукції. Наприклад, в США кожен хірургічний імплантат повинен отримати схвалення Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів. Вже було кілька випадків, коли воно надало дозвіл на виробництво 3D-друкованих імплантатів, в тому числі 3D-друкованих трахеальні шин, які стали новою віхою в лікуванні респіраторних захворювань.

На даний момент існує три області медицини, в яких недавно почалося помітне зрушення завдяки застосуванню адитивних технологій:

• Ортопедичні пристрої: з появою адитивного виробництва хребет, колінні і стегнові суглоби, на які виявляється найбільше навантаження і які найчастіше вимагають інтенсивної терапії і навіть заміни, стали предметом для активних досліджень. Є надія, що в майбутньому заміна суглобів 3D-друкованими штучними аналогами (які в точності будуть відповідати оригіналу) стане звичайною справою.
• Протези: протези кінцівок вже завоювали певну популярність, проте на їх виготовлення йде багато часу, тому що всі їхні деталі потрібно виготовляти окремо. Тепер за допомогою 3D-друку можна одним махом виготовити цілий протез, причому підігнати його під індивідуальні параметри пацієнта.
• Біопечать: біопечать - це уособлення однієї з найбільш блискучих розробок людства на сьогоднішній день. Це майбутнє трансплантології. Адитивні технології досягли такого рівня розвитку, що до штучного виготовлення тканин і органів рукою подати. По крайней мере, так говорять багато дослідників і вчених.

Яким буде наступний крок адитивного виробництва в сфері охорони здоров'я?

Хірургія - одна з найскладніших і вимогливих галузей медицини, і аддитивное виробництво не в силах змінити цього. Нехай робототехніка змогла поліпшити якість окремих хірургічних процедур, досвідченість хірурга і раніше залишається на першому місці і буде залишатися там в доступному для огляду майбутньому. Проте, не можна говорити, що адитивна виробництво зовсім нічого не може дати хірургії.

3D-друк - інструмент хірурга

Очевидно, що індивідуальні імплантати будуть зустрічатися в хірургії все частіше і частіше, адже вони ідеально встають на місце і не заподіюють пацієнтові незручностей, що значно скорочує потребу в повторних операціях.

Для початку необхідно обладнати 3D-принтерами лікарні та медичні установи. Отримавши в своє розпорядження 3D-принтери і навчившись на них працювати, хірурги зможуть виготовити імплантат і встановити його в найкоротші терміни. Також застосування адитивної технології допоможе скоротити вартість операції. У країнах, де не вистачає фахівців, впровадження 3D-принтерів і проведення відповідного інструктажу допоможе хірургам врятувати мільйони життів.

Зростаюча доступність біосумісних матеріалів

З появою 3D-друкованих імплантатів зросла потреба в біосумісних матеріалах. На щастя, ця галузь теж дуже сильно розвинулася за останні роки. Сьогодні найдоступнішим матеріалом вважається пластик, але імплантат з нього не виготовиш: занадто він токсичний. Ось чому дослідники звернулися до металу, а на медичному ринку почали з'являтися 3D-принтери для друку металами, здебільшого завдяки старанням таких великих компаній з Німеччини та Швеції, як EOS, SLM і Arcam. З розширенням асортименту біосумісних матеріалів ростуть і можливості імплантатів.

Закінчення терміну дії патентів і скорочення вартості новаторських технологій

І наостанок поговоримо про патенти. Більшість відкриттів в сфері адитивних технологій захищено патентними законами. Проте, найближчим часом термін дії багатьох патентів підійде до кінця, і у виробників з'явиться шанс безкоштовно оновити свої розробки і навіть придумати щось новеньке.

Отже, що ми бачимо. Аддитивное виробництво впевнено захоплює різні сфери нашого життя. Завдяки скороченню витрат на обладнання і розвитку виробництва пластика в Китаї останнім часом загальна вартість адитивного виробництва різко скоротилася. Це дуже важливий момент для різних галузей промисловості, зокрема медичної, адже тепер кошти можна пустити на відкриття і розробку нових технологій.

Портал «Вічна молодість» http://vechnayamolodost.ru
15.06.2016