Студенты канадского университета разрабатывают доступные протезы для мигрантов в Таиланде, индийская компания расширяет линейку пациент-специфичных решений, а инженеры MIT создали дешёвый способ печати микроскопических форсунок для управляемой доставки лекарств. Главные новости аддитивных технологий в медицине и науке — в этом дайджесте.
Студенты Queen’s University: доступные протезы для Таиланда
Почти два десятилетия назад исследователи из Queen’s University Эва Пурки (семейная медицина) и Колин Дэвисон (общественное здоровье) начали ежегодно ездить в клинику в Таиланде — помогать с медицинскими семинарами и реформами здравоохранения. Параллельно они сотрудничали с NGO Burma Children Medical Fund (BCMF), которая помогает малообеспеченным сообществам получать доступ к хирургическому лечению.
В 2019 году BCMF запустила проект по созданию 3D-печатных протезов. Пурки и Дэвисон с коллегами нашли финансирование и организовали программу стажировок: студенты проходят 90-дневные смены внутри BCMF. Благодаря этому проекту студия дизайна и разработки Queen’s Biomedical Innovation Team (QBiT) создала систему креплений, которая независимо управляет локтем и каждым пальцем — без робототехники или электроники, которые сложно обслуживать в регионах с ограниченными ресурсами.
Команда получила несколько наград на североамериканских инженерных конкурсах и передала половину призовых денег BCMF — на переводчиков, хирургию, временное жильё и доступ к профессиональному ПО для проектирования.
CureWith3D: индивидуальные импланты для Индии
Врачи сегодня могут планировать операции с высокой точностью — благодаря CAD-моделированию, передовым методам визуализации и 3D-печати. Индийская компания CureWith3D сообщила, что усиливает свои пациент-специфичные решения. Она предлагает индивидуальные 3D-печатные импланты, хирургические направляющие, анатомические модели и сервисы виртуального хирургического планирования (VSP).
CureWith3D работает с краниофациальными, онкологическими, челюстно-лицевыми, реконструктивными и ортопедическими хирургами. Компания использует инженерные знания, радиологические снимки и качественное аддитивное производство, чтобы изготовить направляющие для сверления, анатомические модели для предоперационного планирования и пациент-специфичные импланты.
«По мере того как персонализированная медицина продолжает развиваться, пациент-специфичные технологии становятся важной частью современной хирургии. Наша цель — сотрудничать с медиками, предлагая инженерные решения, которые помогают улучшить планирование, точность и результаты лечения», — сообщил представитель CureWith3D.
MIT: дешёвые 3D-печатные форсунки для доставки лекарств
Триаксиальные электроспрей-эмиттеры создают трёхслойные микрочастицы. Внешний слой такой частицы медленно растворяется в желудке, затем высвобождается второй материал, который контролирует выделение сердцевины с лекарством. Обычно такие устройства сложны и дороги: их изготавливают методами микрофабрикации в чистых комнатах полупроводниковых производств.
Но команда MIT использовала фотополимеризацию в ванне (vat photopolymerization), чтобы напечатать целые массивы форсунок — 16 сопел на площади в один квадратный сантиметр. Весь процесс занимает несколько часов. 3D-печатное устройство чуть больше монеты и значительно дешевле аналогов. Оно может масштабировать производство частиц для лекарств, самовосстанавливающихся материалов или биосенсоров.
«Мы не могли бы сделать такое устройство в чистой комнате для полупроводников. Это возможно только благодаря 3D-печати. Частицы, которые оно генерирует — будь то для самовосстанавливающегося композита или для доставки лекарства, — могут сильно повлиять на множество приложений. Мы хотим демократизировать эту технологию, чтобы её преимущества коснулись многих людей», — объяснил Луис Фернандо Веласкес-Гарсия, ведущий научный сотрудник MIT и старший автор исследования.
SUSTech: печать композитных сот с армированным волокном
Композитные сотовые конструкции — лёгкие, с высокой энергоёмкостью и отличными термомеханическими свойствами. Их используют как виброгасители, изоляторы и поглотители энергии в строительстве, авиации и автомобилестроении. Традиционные методы производства (совместное отверждение с пресс-формами) сложны и дороги. Автоматизированная выкладка волокна тоже не подходит для мелких деталей.
Учёные из Южного университета науки и технологий (SUSTech) в Шэньчжэне предложили новый метод 3D-печати непрерывным волокном с использованием процесса расширения (expansion-forming). Он решает проблему ограниченной ориентации волокон, характерной для обычной FFF-печати композитных сот. Эксперименты показали: по сравнению с традиционной печатью (0° ориентация волокна) новый метод (90° ориентация) повышает удельную прочность на сжатие на 198,64%, удельный модуль упругости — на 126,44%, энергопоглощение — на 32,05%. Погрешность размеров снизилась на 82,76%. Команда также разработала прогностическую модель для прочности таких структур — она хорошо совпала с экспериментальными данными.
Применение в России и СНГ
Тема доступных протезов актуальна для стран СНГ, где в отдалённых регионах и приграничных зонах высока потребность в адаптивных ортопедических решениях. Российские интеграторы и клиники уже используют 3D-печать для создания протезов кисти и предплечья — особенно в случаях, когда импортные аналоги дороги или недоступны. Пациент-специфичные импланты, которые предлагает CureWith3D, находят прямое применение в российской челюстно-лицевой и онкологической хирургии: отечественные центры (в том числе в НМИЦ онкологии им. Блохина и НМИЦ травматологии им. Приорова) активно используют 3D-печать титановых имплантов по данным КТ. Что касается микрофорсунок MIT — в России и СНГ разработка находится на исследовательской стадии, но её потенциал для фармацевтической отрасли и биомедицинских лабораторий очевиден.
Официальный дистрибьютор TPM3D в России — компания i3D. Получить консультацию и приобрести принтеры можно по телефону +7 (495) 108-60-68 или по почте 3d@i3d.ru.
Подробнее о технологии селективного лазерного спекания читайте в наших материалах.
