Органы в 3D: как трехмерная печать изменит медицину

Трехмерная печать уже сегодня используется в стоматологии. Удешевление технологии, законодательные нормы и новые открытия позволят использовать трехмерную печать в других областях. медицины включая эндопротезирование и имплантацию.

Трехмерная печать была разработана в 1980-х годах и используется во многих областях строительства. Одно из самых перспективных применений — в области строительства, говорит управляющий директор компании Total Fabricator. медицина Алексей Дубинин, управляющий директор компании TotalZed (отечественный производитель 3D-принтеров), сказал Метод.

По оценкам американского экспоната Allied Analytics ‘3D Printing Healthcare Market: global opportunity analysis and industry forecast 2019-2026’, мировой рынок 3D-печати в 2018 г. в медицине оценивался в 973 миллиона долларов США. Аналитики прогнозируют, что сектор увеличится до USD 3,6 млрд в 2026 году при среднегодовом темпе роста 18,2%.

Зуб выдают

Наиболее распространенные виды использования объема печать Ректор медицинского факультета Сибирской области, профессор медицины, профессор Ольга Кобякова говорит: «Трехмерное сканирование позволяет врачам смоделировать один имплантат и оценить его физические характеристики до того, как Очень неудобная адаптация для клиентов. Изготовление венков, дополнений и других изделий по обычной технологии — очень трудоемкий и напряженный процесс. Его глаз. Современный глаз. трехмерная печать Направляет стоматологический бизнес в производство и обеспечивает постоянную точность.

В то же время, отечественное медицине 3D-оборудование По мнению эксперта Top 3D Shop Антона Теплухина, прогресс в области новых технологий идет довольно медленно из-за консерватизма в отрасли. Например, в развитых странах активно используются элайнеры — защитные устройства для выравнивания зубов, изготовленные с помощью трехмерных сканеров и трехмерных принтеров. В России эта технология с трудом воспринимается ортодонтами, которые привыкли к традиционной установке брекетов, говорит Антон Теплухин.

Кроме того, оборудование, необходимое для 3D-печати в медицине Средняя цена принтера начинается от 90 000 рублей, а сканера — от 190 000 рублей. Спрос на такие устройства исходит от крупных частных стоматологических клиник и государственных учреждений, но трехмерные принтеры и сканеры скоро не будут распространены в обычных стоматологических клиниках, говорит Антон Теплухин.

Суставная разминка

Трехмерная печать По мнению Павла Волчкова, руководителя Института генной инженерии МФТИ, можно будет конструировать очень широкий спектр сложных смешанных материалов, создавая технологию, востребованную в эндопротезировании. лечения распространенных заболеваний суставов, которые мешают людям жить полноценной жизнью уже в среднем возрасте.

В частности, основной сложностью при создании замысла замены сустава является наращивание хряща. Каждый слой хряща поляризован. Это означает, что искусственно воссоздать ткань пока очень сложно, поскольку существует определенное направление, противоположное ей. Однако 3D-печать открывает большие возможности для развития в этой области.

В настоящее время в процедурах замены суставов используются металлические конструкции на основе титана, но везде есть компромиссы, отмечают эксперты; по словам Павла Волчкова, трехмерные химерные суставы — это будущее. ‘В этой эволюции природные биоматериалы, такие как натуральный хрящ, возникающий из индуцированных полииновых стволовых клеток, используются вместе с синтетическими компонентами.

Биопринтинг

3D-биопринтинг, или трехмерная печать Начиная с самой клетки, это следующий шаг в развитии технологии.3 Размеры печать эквивалентные индивидуальным. органов Ткани также проверяются экспериментально. В частности, предпринимаются попытки сконструировать оригинальную поджелудочную железу с эндокринными функциями, как этап выработки инсулина. органа Эксперименты соответствуют биологическому графику. печени легкие, ряды эпителиальных и эндотелиальных клеток и даже нервную ткань.

Очень перспективные подходы. в трехмерной биологического расписания является, в частности, создание сферических тканевых объектов (группы клеток, образующих А трехмерную структуру). Согласно некоторым исследованиям, этот метод обладает рядом важных преимуществ печатью Авторы обзора «Введение в 3D-биостенозы: история направлений, принципы биологического назначения, этапы» (Bioprinting Solutions, P. A., Минздрав России и Институт радиологии Н. И. Университета) утверждают: «Способность сфероидов формировать архитектуру ткани и сливаться в структуры, напоминающие органы, а также способность различных типов клеток, и способность автоматизированных сфероидов разного диаметра, в том числе содержащих клетки разных типов, доказывают их перспективность и тканевую инженерию».

Кроме того, по словам исследователей, сфероиды устойчивы к стрессам искусственной среды, радиации и другим факторам.

Стоит отметить, что Павел Волчков, отечественный ученый, одним из первых напечатал первые щитовидные железы лабораторных мышей. Другими словами, последняя щитовидная железа была сначала разобрана на месте, а затем напечатана по частям. орган .

Большинство используемых технологий для печати Экспериментальные условия реальной ткани (внутренний эпителий органов ), отмечает Павел Волчков. создать более сложные органов По его словам, это остается важной задачей для 3D-печати, так как она состоит из сложных комбинаций различных типов клеток, включая матрас к матрасу. Далее, органы Они подвержены ангиогенезу. То есть в них возникают сосуды.

Такие разработки требуют больших инвестиций с весьма ограниченными перспективами реализации, что снижает ажиотаж инвесторов в бизнес-капитал. Однако будущее, считает Павел Волчков, за самой живой клеткой как основным «структурным» материалом для 3D-биолиза. Это и есть капитализация индустрии 3D-печати! в медицине В настоящее время она осуществляется только за счет продажи принтеров научным компаниям и исследовательским центрам.

Ближайшее будущее

Даже на зарубежных рынках большинство небольших частных компаний пока инвестируют в этот рост. Долгосрочный характер инвестиций отпугивает крупные хедж-фонды, связанные с крупными банками.

Павел Волчков считает, что инновационные результаты появятся не ранее чем через 5-10 лет.

Ольга Кобякова считает, что будущее может наступить уже в течение прогнозируемого периода. ‘Уже сейчас повсеместно внедряется производство имплантатов и хирургических опор. Следующий шаг — самые передовые имплантаты и клеточные технологии. Проблема заключается в отсутствии специализации. Ученые — дипломы по 3D-моделированию, печати и использованию технологий протезирования «пока не существует». В настоящее время, по ее словам, эти технологии на энтузиазме.

По мнению Ольги Кобяковой, процесс сертификации медицинских изделий необходимо упростить. «Сегодня нелегко определить, к какой категории относятся разработки в области 3D-технологий».

По мнению Павла Волчкова, принятый три года назад закон о биомедицинских клеточных продуктах создал правовую основу для дальнейшего развития в этой области. Однако, добавляет он, в связи с изменениями в регуляторной среде в области биомедицинских назначений и других технологий, и трехмерной печати в медицине необходима инновационная клиническая работа.