Медицина / стоматология

Преимущества и способы применения 3D-печати в медицине и стоматологии.

Основные области применения 3D-печати в медицине (без стоматологи)

1. Проектирование, печать индивидуальных эндопротезов/имплатнов для ортопедических, хирургических операций.
2. Проектирование, печать систем фиксации для хирургических операций.
3. Проектирование, печать анатомических моделей, 3D-визуализаций для предоперацинного планирования.
4. Производство макетов для обучения студентов, специалистов.
5. Проектирование, изготовление шаблонов, хирургических направляющих (оснастки).
6. Производство ортопедических корсетов, ортезов, протезов конечностей.
7. Производство индивидуальных ортопедических стелек.
8. Производство индивидуальных слуховых аппаратов.
9. Биопечать и тканевая инженерия.

Основные области применения в стоматологии (Цифровая Стоматология)

1. Челюстная ортопедия.
2. Индивидуальные направляющие.
3. Индивидуальные импланты, протезы, коронки.
4. Макеты для обучения и предоперационного планирования.

Ведущие медицинские организации, в том числе стоматологические клиники, зуботехнические лаборатории, а также медицинские научно-исследовательские центры уже активно применяют 3D-печать. Использование аддитивных машин помогает им повысить качество своих услуг, улучшить качество готовых изделий, при этом значительно снизить затраты и сроки производства. Сегодня 97% медиков уверены, что интерес к аддитивным технологиям в медицине будет только расти. Варианты применения аддитивного производства в медицинской промышленности очень разнообразны: от медицинского оборудования до протезирования и даже биопечати. Использование 3D-печати в медицине открывает неограниченные возможности. С помощью 3D-принтера врачи могут не только улучшить качество жизни человека, но даже спасти её, если это потребуется.

Преимущества использования 3D-печати медицинскими учреждениями

1. Скорость изготовления медицинских изделий (имплантатов, протезов и др.). Их изготовление традиционными способами занимает гораздо больше времени, а у пациента его может попросту не быть.
2. Небольшой вес напечатанных изделий, который может изменяться в зависимости от использованного материала. Некоторые протезы, например, печатаются из титана.
3. Пористость материала, способствующая быстрому обрастанию изделия живыми тканями.
4. Автоматизированный процесс создания объектов печати, что исключает возможность ошибок и неточностей (так называемый «человеческий фактор»).
5. Отсутствие необходимости хранить образцы и слепки — все в цифровом виде на ПК.
6. Повышение репутации клиники в связи с использованием инновационных технологий.

Примеры использования в медицине, стоматологии

Медицина — очень объёмная отрасль, аддитивные технологии находят своё применение во многих её сферах. Ключевое преимущество здесь — индивидуальность. Нельзя поставить на поток производство протезов или имплантатов, ведь нельзя всех пациентов загнать под единый стандарт. Уникален каждый орган, а его напечатанная точная копия позволяет максимально спланировать ход операции.

Мы не можем привести примеры ко всем применениям 3D-печати в медицине. Ниже мы собрали несколько наиболее, с нашей точки зрения, интересных примеров.

Создание индивидуальных слуховых аппаратов

Большой историей успеха 3D-печати в области медицины является производство слуховых аппаратов.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 5% населения мира страдает инвалидизирующей потерей слуха. К 2050 году эта цифра возрастёт до 10%, а это означает, что и без того значительный рынок слуховых аппаратов будет только расти. Уже 98% слуховых аппаратов производятся с использованием 3D-технологии.

3D-печать использует цифровое изображение ушного канала и биосовместимые полимерные материалы, именно поэтому она применяется для создания индивидуальных слуховых аппаратов. Основной технологией, используемой в их производстве, является стереолитография (SLA) благодаря высокому уровню детализации, точности размеров для мелких деталей.

01| Создание индивидуальных слуховых аппаратов с помощью стереолитографии (SLA)

Цифровая Стоматология

Цифровая стоматология трансформирует стоматологический сектор. Традиционные процессы, используемые для создания зубных слепков, постепенно заменяются цифровыми технологиями, а настольные аддитивные машины, 3D-сканеры и материалы становятся все более доступными.

Сложные и устаревшие ручные способы изготовления стоматологических изделий уходят в прошлое в связи с внедрением аддитивных технологий.

Сочетая внутриротовое сканирование и 3D-печать, зуботехнические лаборатории могут создавать коронки, мосты и штифты, которые идеально соответствуют анатомии пациента.

Уровень успеха в зубной имплантологии повышается с помощью 3D-печати благодаря производству индивидуальных стоматологических хирургических направляющих. Это повышает качество и точность стоматологической работы. Хирургические направляющие изготавливаются быстрее и дешевле. SLM принтеры от компаний HBD, Farsoon активно используются в стоматологии как для печати коронок, имплантов, так и для печати направляющих:

02| Печать коронок, имплантов и направляющих с помощью SLM принтеров HBD и Farsoon

Ортодонтические пациенты обычно заменяют от 30 до 40 пар элайнеров в течение всего курса лечения для достижения результата. Каждая пара имеет небольшие постепенные изменения в выравнивателе. По сравнению с традиционными методами производства, технология стереолитографии в настоящее время позволяет производить настройку и массовое производство с высоким разрешением, высоким качеством поверхности. Процесс стереолитографии используется для создания инструментов на основе данных САПР для вторичного термоформования фактического выравнивателя. Компания Smartee Dental занимается промышленным производством лайнеров на оборудование UnionTech:

03| Промышленное производство лайнеров на оборудование UnionTech

3D-печатные имплантаты и протезы

3D-печать используется для создания индивидуальных протезных и ортопедических устройств из ряда сертифицированных биосовместимых пластиковых или металлических (например, титановых) материалов.

На фото ниже новый тип чаши тазобедренного сустава, разработанный командой профессора Ванга Ченгуонга, директора Технологического университета Гуандун (Китай). Он использовал технологию HBD для успешного производства нового типа чаши тазобедренного сустава. Это исследование предлагает новый метод и новый подход для проектирования и производства новых типов сложных инструментов.

04| Новый тип чаши тазобедренного сустава, разработанный командой профессора Ванга Ченгуонга, директора Технологического университета Гуандун (Китай)

В ноябре 2018 года хирурги в клинике Софии, Болгария, вживили пациенту ребро, изготовленное на принтере 3DGence.

У 35-летнего пациента больницы Токуда диагностировали искривление пятого правого ребра, сопровождающееся отеками и болью. Врачи решили удалить ребро, а на его место установить протез.

Требовалась абсолютная анатомическая совместимость и точность имплантата, поэтому ребро решили реконструировать с использованием технологии 3D-печати. 3D-печать гарантирует идеальное воспроизведение оригинальной формы ребра, полностью повторяя толщину и изгиб кости.

05| Протез ребра был изготовлен на принтере 3DGence DOUBLE P255 из сертифицированного для пищевого и медицинского применения материала Нейлон 680 Taulman3D.