Начиная говорить о 3D-печати в медицине, я предлагаю сразу вынести за скобки стоматологию, не потому что это не настоящая медицина, как думают многие, а потому что в стоматологии 3D-печать и сканирование уже являются отраслевым стандартом и применение этих инструментов стало повсеместным. Этой теме стоит посвятить отдельную статью. Также мы обойдем стороной тему биопечати, которая хоть и находится пока на раннем этапе развития, но имеет при этом огромные перспективы использования в обозримом будущем.
Мы всегда начинаем свой рассказ о применении 3D-печати в различных сферах жизни с того, откуда берутся модели для печати. В случае с медициной можно сразу отмести один из самых популярных источников – библиотеки платных и бесплатных файлов доступных в интернете. Остается 3D-моделирование, 3D-сканирование и использование рентгеновских снимков, также можно использовать файлы, получаемые при МРТ и КТ, их можно преобразовать в 3D-модели. Понятно, что врачи не умеют создавать трехмерные модели и для этого к ним на помощь приходят соответствующие специалисты, способные справиться с этой задачей. А теперь давайте обратимся к конкретным примерам и попробуем понять для каких задач и какие именно принтеры можно использовать в медицинских целях.
Одно из направлений медицины, которое активно и успешно использует 3D-печать, в том числе и в России, это планирование хирургического вмешательства.
Благодаря российскому проекту HoloDoctor, который занимается внедрением цифровых технологий в современные медицинские условия, в Ставропольской краевой больнице врачи уже активно применяют на практике трехмерные макеты и виртуальные симуляторы для диагностики и планирования сложных операций.
Традиционных данных КТ и МРТ бывает недостаточно для определения объема опухоли и планирования её иссечения. Тогда на основании данных компьютерной томографии создается точная 3D-модель органа или целой системы органов конкретного пациента. Трехмерная модель используется практикующими врачами как в программе-симуляторе, чтобы, например, совместить орган с крупными сосудами, так и для 3D печати, что бы физически спланировать и оценить возможности хирургического вмешательства.
Такое тщательное планирование дает возможность врачам лучше оценить состояние пациента и значительно повысить шансы на благоприятный исход операции.
Распечатанные трехмерные прототипы также способны заполнить недостаток практических материалов в университетах и институтах.
В Ставропольском медицинском университете такие 3D макеты пришли на замену настоящим органам, помещённым в банки с формалином, которые не давали возможности студентам в полной мере изучить их.
Точные модели органов с пороками и дефектами, соответствующие настоящим пациентам, стали прекрасным практическим пособием, с которым можно взаимодействовать, проводить различные манипуляции и изучать со всех сторон.
Один из бывших студентов Ставропольского медицинского университета, а ныне практикующий детский нейрохирург в «Национальном медицинском исследовательском центре им. В. А. Алмазова», Вадим Иванов заинтересовался 3D печатью еще во время обучения.
В своей клинической работе Вадим не редко прибегает к 3D печати для планирования сложных операций.
Один из таких примеров — одновременное выполнение расширяющей реконструкции черепа и краниопластики для маленького пациента с обширными дефектами костей черепа с пролабированием мозгового вещества в костные дефекты.
Чтобы как следует подготовиться к такой непростой операции, была создана точная, трехмерная модель черепа 1:1
Еще до операции на шаблоне врач наметил линии остеотомии и смоделировал титановую сетку для закрытия дефекта.
Трудно переоценить значимость такой тщательной подготовки к сложным операциям, когда любая неожиданность может дорого стоить для пациента.
Российская компания «Здравпринт» активно занимается разработкой и внедрением 3D печатных ортезов.
Технология фиксации поврежденных конечностей пластиковыми ортезами имеет неоспоримые преимущества перед традиционными методами наложения гипса. В первую очередь – это, конечно же, гигиена. Гипс боится влаги и не дает коже дышать, что приводит к воспалениям, сухости и другим неприятным последствиям в процессе лечения, которые можно полностью исключить благодаря пластиковому фиксатору.
Трехмерная модель ортеза создается в специальной программе на основании биометрических данных пациента и отправляется на печать, которая занимает от пятнадцати минут до двух часов. Далее врач формирует готовую модель ортеза прямо на пациенте.
Такие фиксаторы полностью заменят гипс при травмах средней тяжести и в период восстановления. Они значительно легче гипса, позволяют коже дышать и не ограничивают пациента в водных процедурах.
При всех своих преимуществах данная технология пока что остается более дорогостоящей альтернативой гипсу и не способна заменить его при лечении тяжелых травм.
В свою очередь такое направление, как 3D печать имплантатов развивается не так стремительно и пока еще это единичные случаи. Первоначально это связано с недостаточным количеством практических исследований и определенными рисками, которые не каждый врач готов на себя взять.
Врачи клиники МГМУ им. И.М. Сеченова провели первую операцию по реконструкции переднего отдела костей таза 3D-печатной титановой пластиной.
После удаления обширной опухоли, которая сильно затронула лобковую кость, требовалось заделать огромную пройму в костной ткани, чтобы сохранить подвижность пациентке.
С помощью данных компьютерной томографии был создан анатомический имплантат для воссоздания целостности тазового кольца, который напечатали из титана на 3D принтере.
Операция прошла успешно и после реабилитации пациентка сможет вернуться к обычной жизни.
В ближайшее время врачи надеются добавить такой вид операций в список плановых.
Мы рекомендуем приобретать для медицинских задач самые высококачественные модели 3D-принтеров, ведь уровень сложности, который стоит перед оборудованием максимальный, это и печать гибкими материалами, большие размеры и высокая детализация моделей, сложные, не геометрические формы. С такими задачами хорошо справляются принтеры Raise3D Pro2 или новейший принтер от FlashForge Creator 3 с двумя независимыми экструдерами, которые дают возможность создавать очень сложные модели.
В качестве 3D-сканера может выступать модель Shining Pro 2X, этот сканер даже в базовой комплектации способен сканировать части тела человека с высокой точностью.
Если же мы говорим о 3D-печати титановых имплантатов, то речь уже будет идти о промышленном оборудовании, таком как принтеры Concept Laser или аналогичные. К сожалению, стоимость такого оборудования пока запредельная, что не располагает к его широкому применению, но вскоре мы ожидаем революцию в 3D-печати металлами и появлению гораздо более бюджетных моделей.
Специалисты нашей компании всегда будут рады помочь вам подобрать необходимое под ваши задачи оборудование, будем рады видеть вас в нашем шоуруме для консультаций.
Александр Корнвейц
Эксперт рынка 3D-печати
© А. И. Корнвейц, 2020
Ваш запрос успешно отправлен.
Как только он будет обработан, менеджеры нашей компании свяжутся с вами.
