3D-печать в стоматологии

Еще в 1990-х годах люди впервые начали применять технологии 3D-печати в стоматологии, этими людьми были специалисты из компании Align Technology. Они начали производить капы для наращивания зубов с использованием 3D-принтеров. Это послужило стартом для развития технологии в данной отрасли и позволило взглянуть на процесс изготовления зубов по-новому.

Однако первый имплантат удалось напечатать фирме Layer Wise лишь в 2012 году. Почти 20 лет потребовалось людям для того чтобы оптимизировать данный процесс и добиться удовлетворительного качества печати. В том же году состоялась первая операция по вживлению титановой нижней челюсти пациенту, изготовленной при помощи 3D-принтера. С тех пор технология не раз изменялась и совершенствовалась, с каждым разом поднимая планку качества.

На сегодняшний день использование 3D-печати в стоматологии позволяет создавать качественные и долговечные модели коронок, мостов, и виниров для их дальнейшего внедрения в организм. Обилие материалов, используемых для работы с 3D принтерами, позволяют решить практически любую задачу в кратчайшие сроки.

При помощи 3D-принтеров можно моделировать значительное количество необходимых объектов за одну сессию печати. Более того, все напечатанные модели сохраняются в системе и могут быть использованы в будущем, если понадобится повторное изготовление.

Врачу больше не нужно отправлять пациента на 2-3 дня, для того чтобы изготовились гипсовые модели, сейчас можно за несколько минут просканировать челюсть пациента, построить 3D модель (для этого используются интраоральные сканеры) и напечатать на 3D принтере. Это сильно экономит время и позволяет качественнее проводить лечение.

3D-печать в других аспектах медицины

Лишь одними капами и точными 3D моделями челюстей применение 3D принтеров в стоматологии не заканчивается. С помощью 3D принтеров так же печатают протезы конечностей, новые кости и многое другое.

Протезы кости обладают внушительным рядом достоинствами, если они создаются при помощи технологий 3D-печати! А именно:

1. Высокая скорость изготовления, по сравнению с традиционными протезами.
2. Малый вес, который также может подвергаться изменениям в ту или иную сторону. Классические протезы достаточно тяжелые и доставляют большие неудобства пользователю при их наличии в теле человека.
3. Пористая структура протеза кости способствует более быстрому обрастанию протезов живыми тканями. Протез вживляется в места повреждения в организме и со временем полностью сливается с телом человека.
4. Цена. Протезы изготовленные на 3D принтере на порядок дешевле классических стальных протезов.

Так же с помощью технологий трехмерной печати врачи успешно устраняют проблемы с межпозвоночными дисками, которые могут появиться из-за активных занятий спортом, в результате травмы, по причине возникновения опухоли спинного мозга или из за старости.

Материалы для изготовления позвонков обладают пористой структурой, так же как и протез кости, поэтому готовые имплантаты быстро зарастают костной тканью и превращаются в полноценную часть человеческого тела.

Единственным недостатком этого метода лечения является довольно продолжительный реабилитационный период.

Операции на череп

«В 2013 году американские медики впервые провели операцию по замене костей черепа. Благодаря титановым протезам, напечатанным на 3D-принтере, удалось заменить 3/4 черепа пациента!» По данным портала news.com.

Изготовлением протеза занялась компания Oxford Performance Materials. Процесс изготовления занял 2 недели, после чего была проведена незамедлительная операция. Считается, что подобные процедуры ежемесячно могут спасать жизни сотен людей, получивших травмы в результате автомобильных аварий и боевых действий. Кроме того, возможно успешное лечение пациентов, страдающих от опухоли головного мозга.

А годом позднее, уже в Нидерландах, была произведена ещё одна операция, в результате которой было заменена уже вся верхняя часть черепа. Операция длилась 23 часа. И была необходима она молодой девушке 22 лет, у которой обнаружили редкое заболевание - болезнь Ван Бухема. У человека с этим заболеванием происходит постепенное утолщение кости черепа и со временем она приводит к летальному исходу. На момент проведения операции, у девушки вместо положенных 1.5 см, толщина черепа была 5 см., в результате чего появились сильные головные боли и начало пропадать зрение. Операция была впервые проведена и проведена успешно. 

Ниже можно посмотреть небольшой отчетный ролик из той операционной (Зрелище не для слабонервных) 

Протезирование костей

Импланты и протезы, напечатанные на 3D-принтере, также применяются при операциях на ключицах, костях рук, тазобедренных костях и т.д. Например, не так давно американская компания Conformis впервые вживила пациенту коленный сустав нового поколения.

Раньше для замены коленного сустава долго подбирали подходящий протез, а затем обтачивали кость, чтобы внедрение импланта завершилось успешно. Теперь же эта процедура выполняется лишь при помощи компьютерной томографии и печати подходящего протеза.

Напечатанный на 3D-принтере коленный сустав не подлежит обязательной замене через 15-20 лет, что характерно для традиционных пластиковых или стальных протезов.

3D-принтеры используются и для печати объёмных моделей внутренних органов человека. Например, перед операцией создается точная копия сердца пациента. Таким образом хирург составляет максимально подробный план предстоящей операции, ориентируясь не только на результаты сканирования, но и на индивидуальные особенности этого органа.

Ортопедические корсеты

Российская компания изобрела специальный ортопедический корсет для спины GS3, созданный с использованием технологий трёхмерной печати. Данный корсет предназначен для пациентов, проходящих курс реабилитации после серьёзных операций или травм.

Основное преимущество корсета ― возможность индивидуальной подстройки. Благодаря встроенным в корсет гироскопам и акселераторам, работающим по протоколу Bluetooth, корсет не сковывает человека в движениях и при этом осуществляет постоянную поддержку спины и поясницы.

Биопринтинг

Американская компания BIOLIFE4D занимается созданием искусственных сердец, для печати которых предполагается использование клеток пациентов. По мнению основателей этого стартапа, трёхмерная печать человеческих сердец навсегда решит проблему с дефицитом трансплантатов.

Сердце, напечатанное на 3D-принтере при помощи стволовых клеток больного, не будет раздражать иммунную систему и сможет успешно заменить настоящий орган.

Кроме того, после завершения операции, пациенту не придётся проходить курс приёма специальных препаратов, как в случае замены аортального или митрального клапана сердца пациента, который вынужден употреблять антикоагулянты.

3D-печать в мире моды.

3D-печать используется так же и известными дизайнерами для создания футуристических коллекций и крайне необычных повседневных нарядов.

Издалека кажется что это обычные платья из ткани, но присмотревшись поближе, можно заметить, что вся одежда на модели сделана из пластика, и даже обувь напечатана на принтере.

Несколько лет назад мир мог наблюдать необычное представление.

Звезда шоу БУРЛЕСК, Дита фон Тиз, в 2013 году удивила всех зрителей своим появлением на сцене в платье полностью напечатанным на 3D-принтере.

Её платье было полностью сделано при помощи аддитивных технологий. Изначально эскиз наряда был создан командой дизайнеров дивы. Они придумали, разработали и отрендерили модель платья, и когда всё было готово, отдали в печать. В итоге получилось 17 деталей нейлонового платья, полностью созданные при помощи 3D. Чтобы закончить образ, платье было украшено 13 тысячами камней Сваровски.

Сказать что мисс Дита поразила всех - ничего не сказать. Шоу было фееричным и дало толчок к развитию данного направления в мире моды по всему миру.

3D-печать в автопроме.

Именно на автопром делал ставки Чак Хилл во время развитии своей компании и не зря! Благодаря ему было произведено множество деталей для производства автомобилей таких крупных компаний как GMS, Ford, Chevrolet и других. А недавно мир увидел автомобиль полностью напечатанный на 3D принтере.

Футуристично не правда ли? Но это не самый первый автомобиль, который был сделан с помощью 3D печати. Первыми были ребята сделавшие это, не так впечатляюще, но прогресс на лицо.

3D печать несущих конструкций.

На сегодняшний день технологии в 3D производстве настолько шагнули вперед, что позволяют печатать целые дома!

Печать производится огромным 3D принтером, больше похожим на строительный кран, но готовый результат поражает.

Строительная 3D-печать на сегодняшний день одно из самых неоднозначных, но быстро развивающихся направлений в области аддитивных технологий. По скорости развития конкурирует на равне с разработками в области стоматологии. В создании 3D-принтеров для укладки строительных смесей соревнуются инженеры со всего мира, а проекты варьируются от несуразных, возведенных на скорую руку сарайчиков и гаражей, до многоэтажных домов.

Как будет развиваться данное направление пока не ясно, но надеемся, что такие дома позволят снизить стоимость и скорость производства для жителей нашей планеты.

Итог

Новые технологии позволяют надеяться на колоссальные перемены в разных сферах нашей жизни. При помощи 3D-принтеров создаются разнообразные проекты: от игрушек и аксессуаров, до анатомически сложных имплантов костей и многоэтажных домов. И хотя на сегодняшний день трёхмерная печать чаще всего применяется лишь стоматологии и хирургии, не так уж и далек тот день, когда медики получат возможность создавать все человеческие органы и части тела, инженеры смогут создавать прочные и дешевые космические корабли, а любую вещь для дома можно будет получить не выходя из дома, материализовав при помощи 3D печати. Это однозначно важная и нужная миру технология, которая позволит не только улучшить жизнь больным, солдатам пострадавшим в войне, калекам, но и каждому человеку в частности. 

Продолжение следует...