الطباعة ثلاثية الأبعاد جاهزة لمعالجة غرسات الجسم البلاستيكية

بعد حادث تسبب في إصابة سيدة تبلغ من العمر 40 عامًا في السويد بإصابة شديدة في الرأس أواخر العام الماضي ، تلقت غرسة ثلاثية الأبعاد مصنوعة من بلاستيك يسمى PEEK لإصلاح جمجمتها.

كانت هذه هي المرة الأولى التي يصمم فيها مستشفى ويطبع ثلاثي الأبعاد غرسة من هذا النوع في الموقع ، ويمكن أن تكون نقطة تحول للطباعة ثلاثية الأبعاد في الرعاية الطبية.

"على حد علمنا ، نحن أول من صنع غرسات ثلاثية الأبعاد بالكامل في المستشفى ، مما يعني أن الغرسات ستتكيف بشكل أفضل مع المرضى ، منذ البداية" ، حسب قول أينار هايبرغ براندت ، مهندس طبي في علم وظائف الأعضاء الإكلينيكي في مستشفى جامعة Skåne ، السويد. "سيؤدي ذلك إلى عمليات جراحية أسرع ومضاعفات أقل."

يتفق خبراء الصناعة على أن الطباعة ثلاثية الأبعاد داخل المستشفى لا تزال في مراحلها الأولى ، لكنها تبشر بخير كبير. على الرغم من استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في الرعاية الصحية لأكثر من عقد من الزمان لتصنيع غرسات التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ ، فإن بلاستيك PEEK يوسع فرص التكنولوجيا للانتقال من أرضيات متاجر مصنعي الأجهزة الطبية إلى المختبرات في المستشفيات والعيادات في جميع أنحاء العالم.

في الواقع ، تمثل المرافق الطبية سوقًا جديدًا واسعًا للطباعة ثلاثية الأبعاد. تبلغ قيمة قطاع الرعاية الصحية في صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والذي يشمل طب الأسنان والمستحضرات الصيدلانية ثلاثية الأبعاد ، ما يقرب من 3 مليارات دولار.

طباعة ثلاثية الأبعاد بالمستشفيات

المؤسسات ، مثل Mayo Clinic في مينيسوتا ومستشفيات VA على الصعيد الوطني ، لديها معامل طباعة ثلاثية الأبعاد واسعة النطاق. العمل هناك هو في الغالب مطبوعة ثلاثية الأبعاد خاصة بالمريض النماذج الطبيةوأدوات التدريب الجراحية وأقواس العظام. ومع ذلك ، في المستقبل غير البعيد ، قد تطبع هذه المستشفيات غرسات ثلاثية الأبعاد خاصة بالمريض في PEEK لجميع أنواع العمليات الجراحية.

يجلب استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد وفتيل PEEK قائمة طويلة من الفوائد للمستشفيات ، مع استمرار وجود عقبات كبيرة. يمكن إجراء هذه الطريقة ، عند مقارنتها بالطرق التقليدية التي تُصنع بها الأجهزة الطبية ، أي التشكيل بالآلات والقولبة بالحقن ، في الموقع في نقطة الرعاية. وهذا يعني عمليات زرع أسرع ، وتكاليف أقل ، وتنسيق أوثق بين الجراح والفنيين الذين ينتجون الغرسة.

باستخدام بيانات المريض من عمليات المسح والأشعة السينية ، يمكن للمستشفيات طباعة غرسة ثلاثية الأبعاد مخصصة تتناسب بدقة مع مساحة العيب.

تشير الدراسات إلى أن عمليات الزرع الخاصة بالمريض تقصر وقت الجراحة ، وتقلل من مخاطر الإصابة بالعدوى ، وتؤدي إلى نتائج أفضل ، وتقلل بشكل كبير من مدة الإقامة في المستشفى. كما أن الطباعة ثلاثية الأبعاد للغرسات حسب الحاجة تعفي المستشفى من الاضطرار إلى الاحتفاظ بمخزون من الغرسات باهظة الثمن في متناول اليد.

على الرغم من عدم وجود غرسات PEEK ثلاثية الأبعاد مطبوعة في المستشفيات المعتمدة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، إلا أنه قد يتغير قريبًا.

شركة ألمانية ناشئة متخصصة في زراعة الجمجمة بطباعة ثلاثية الأبعاد PEEK ، كوموفيس، تقول إنها تكمل العقبات النهائية في عملية موافقة إدارة الغذاء والدواء.

تقول ميريام هيرست ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي المشارك لشركة Kumovis: "هناك الكثير من الإثارة حول الطباعة ثلاثية الأبعاد في الموقع في المستشفيات والمشاريع التي تقود التصنيع في نقطة الرعاية وتظهر ما هو ممكن".

ومقرها ولاية كارولينا الجنوبية أنظمة 3D، واحدة من أقدم وأكبر الشركات المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد في العالم ، أعلنت مؤخرًا عن خططها للاستحواذ على Kumovis من أجل التوسع من يزرع المعادن إلى PEEK يزرع في نقطة الرعاية.

يقول جوتام جوبتا ، نائب الرئيس والمدير العام لممارسة الأجهزة الطبية للأنظمة ثلاثية الأبعاد: "نظرًا لأن تقنية [الطباعة ثلاثية الأبعاد] أصبحت أكثر سهولة في الاستخدام للمهنيين الطبيين ، فسيكون المزيد من المستشفيات قادرة على تنفيذ حلول شاملة للجراحة الشخصية". "سيؤدي هذا إلى تعطيل نماذج الرعاية الصحية الحالية ، وتحسين جودة الرعاية ، والأهم من ذلك ، إنقاذ المزيد من الأرواح."

يتلاءم الاستحواذ على Kumovis بشكل جيد مع أعمال الرعاية الصحية التي أنشأتها شركة 3D Systems ويضيف تركيزًا جديدًا على اللامركزية في إنتاج الغرسات الطبية.

يقول هيرست: "إن تحويل التصنيع إلى المستشفيات سيغير قواعد اللعبة عندما يتعلق الأمر بتوافر الغرسات".

ومع ذلك ، لكي تصبح المستشفيات مصنّعة ، فإنها تتطلب طاقمًا تقنيًا وهندسيًا ، وعمليات تنظيمية ، إلى جانب المعدات. يقول هيرست إنه يمكن إدارة ذلك في الموقع بموجب اتفاقية تعاونية من قبل الشركات المصنعة للأجهزة الطبية الحالية.

نظرة خاطفة بلاستيك مقابل التيتانيوم للزراعة

حصلت PEEK على موافقة إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) كمواد للزرع لسنوات عند تشكيلها ، ولكن ليس بعد عند الطباعة ثلاثية الأبعاد. على الرغم من استخدام PEEK في العديد من عمليات الزرع في السوق اليوم من أقفاص العمود الفقري إلى مفاصل الكاحل ، لا يزال يتعين على PEEK المطبوع ثلاثي الأبعاد إثبات أن له نفس سمات تحمل الوزن والتآكل مثل PEEK المطحون أو المصبوب.

بشكل عام ، تتمتع هذه المادة المتوافقة بيولوجيًا بالعديد من المزايا المتصورة مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم: فهي خفيفة الوزن ، وقابلة للنفاذ إلى الموجات فوق الصوتية ، وغير مرئية عمليًا لعمليات التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي ، مما يتيح مراقبة أفضل بعد العملية.

على مر السنين اكتسب التيتانيوم المطبوع ثلاثي الأبعاد سمعة طيبة في تكامل العظام بشكل أفضل ويتم طباعة الآلاف من غرسات المفاصل والعمود الفقري ثلاثية الأبعاد كل عام من قبل كبرى الشركات المصنعة ، مثل Stryker. لكن "نظرة خاطفة" قد تغيرت ، كما يقول مارك نيبيل ، رئيس قسم النظم الطبية في EVONIK، التي تقوم بتصنيع PEEK للطباعة ثلاثية الأبعاد بالإضافة إلى القولبة والطحن بالحقن.

يقول Knebel: "اليوم ، يمكن تصميم PEEK بإضافات لاكتساب ميزات جديدة ، مثل اندماج عظمي أفضل". "نحن نعمل مع مستشفيين على [عمليات زرع مطبوعة ثلاثية الأبعاد] بالفعل. الأولى ستكون نشطة في غضون السنوات الخمس المقبلة ".

معمل الطباعة ثلاثية الأبعاد الموجود بجوار غرفة العمليات جاهز لإنتاج عمليات الزرع الفردية المصممة من بيانات المريض في أي لحظة لا يزال بعيد المنال. لا تزال هناك عقبات تنظيمية ، والدراسات السريرية لا تزال جارية ، وبناء القبول من المستشفيات سيستغرق وقتًا. لكن ما نراه اليوم هو أن المبتكرين يتخذون الخطوات الأولى.