3D tisk je připraven řešit plastové tělesné implantáty

Poté, co nehoda způsobila koncem loňského roku 40letou ženu ve Švédsku s masivním poraněním hlavy, obdržela 3D vytištěný implantát vyrobený z plastu zvaného PEEK k opravě její lebky.

Bylo to poprvé, kdy nemocnice navrhla a 3D vytiskla implantát tohoto druhu přímo na místě, a mohlo by to být zlomovým bodem pro 3D tisk v lékařské péči.

„Pokud víme, jsme první na světě, kdo vyrábí 3D implantáty zcela v nemocnici, což znamená, že implantáty budou lépe přizpůsobeny pacientům, hned od začátku,“ říká Einar Heiberg Brandt, lékařský inženýr v klinické fyziologii. ve Skåne University Hospital, Švédsko. "To povede k rychlejším operacím a menšímu počtu komplikací."

3D tisk v nemocnici je stále v raných fázích, ale je velmi slibný, shodují se odborníci z oboru. Přestože se 3D tisk používá ve zdravotnictví již více než deset let k výrobě implantátů z titanu a nerezové oceli, plast PEEK rozšiřuje možnosti technologie přesunout se z dílen výrobců zdravotnických prostředků do laboratoří v nemocnicích a na klinikách po celém světě.

Zdravotnická zařízení ve skutečnosti představují obrovský nový trh pro 3D tisk. Zdravotní segment průmyslu 3D tisku, který zahrnuje dentální a 3D tištěná léčiva, má v současnosti hodnotu téměř 3 miliardy dolarů.

3D tisk v nemocnicích

Instituce, jako je klinika Mayo v Minnu a nemocnice VA po celé zemi, mají rozsáhlé laboratoře 3D tisku. Práce tam jsou většinou tištěny na 3D tisku specifické pro pacienta lékařské modely, chirurgické tréninkové nástroje a ortopedická rovnátka. V nepříliš vzdálené budoucnosti však mohou tyto nemocnice 3D tisknout implantáty specifické pro pacienty v PEEK pro všechny typy operací.

Používání 3D tiskárny a PEEK filamentu přináší nemocnicím dlouhý seznam výhod, i když má stále značné překážky. Metoda, ve srovnání s tradičními způsoby výroby zdravotnických prostředků, konkrétně obráběním a vstřikováním, může být provedena na místě v místě péče. To znamená rychlejší implantáty, nižší náklady a užší koordinaci mezi chirurgem a techniky vyrábějícími implantát.

Pomocí dat pacienta ze skenů a rentgenů mohou nemocnice 3D tisknout vlastní implantát, který přesně zapadne do prostoru defektu.

Studie ukazují, že implantáty specifické pro pacienta zkracují dobu operace, snižují riziko infekce, vedou k lepším výsledkům a dramaticky zkracují délku hospitalizace. 3D tisk implantátů podle potřeby také uleví nemocnici od nutnosti mít po ruce inventář drahých implantátů.

Ačkoli k dnešnímu dni neexistují žádné 3D tištěné implantáty PEEK vyráběné v nemocnicích schválených FDA, může se to brzy změnit.

Německý start-up specializující se na 3D tištěné implantáty lebky PEEK, Kumovis, říká, že dokončuje poslední překážky ve schvalovacím procesu FDA.

„Kolem 3D tisku na místě v nemocnicích a projektů, které pohánějí výrobu v místě péče a ukazují, co je možné, je spousta vzrušení,“ říká Miriam Haerst, spoluzakladatelka a spoluředitelka společnosti Kumovis.

Jižní Karolína-umístěný 3D systémy, jeden z nejstarších a největších výrobců 3D tiskáren na světě, nedávno oznámil své plány na získání společnosti Kumovis, aby expandoval z kovové implantáty na implantáty PEEK v místě péče.

„S tím, jak se technologie [3D tisku] stává uživatelsky přívětivější pro lékařské profesionály, bude stále více nemocnic schopno implementovat komplexní řešení pro personalizovanou chirurgii,“ říká Gautam Gupta, viceprezident a generální ředitel praxe lékařských zařízení 3D Systems. "To naruší stávající modely zdravotní péče, zlepší kvalitu péče a hlavně zachrání více životů."

Akvizice Kumovis krásně zapadá do zavedeného zdravotnického podnikání společnosti 3D Systems a přidává nové zaměření na decentralizaci výroby lékařských implantátů.

„Přesun výroby do nemocnic změní hru, pokud jde o dostupnost implantátů,“ říká Haerst.

Aby se nemocnice staly výrobci, však vyžaduje technický a technický personál, regulační procesy a vybavení. To by mohlo být řízeno na místě na základě dohody o spolupráci se současnými výrobci zdravotnických prostředků, říká Haerst.

PEEK Plast vs. Titan pro implantáty

PEEK má schválení FDA jako materiál pro implantáty po celá léta při obrábění, ale ještě ne při 3D tisku. Přestože se PEEK dnes na trhu používá v mnoha implantátech od páteřních klecí po kotníkové klouby, 3D tištěný PEEK stále musí prokázat, že má stejnou nosnost a opotřebení jako frézovaný nebo lisovaný PEEK.

Celkově má ​​tento biokompatibilní materiál několik vnímaných výhod oproti nerezové oceli a titanu: je lehký, propustný pro ultrazvuk a prakticky neviditelný pro skenování CT a MRI, což umožňuje lepší pooperační monitorování.

V průběhu let si 3D tištěný titan získal reputaci pro lepší integraci kostí a tisíce kloubních a páteřních implantátů jsou každoročně 3D vytištěny velkými výrobci, jako je Stryker. Ale PEEK se změnil, říká Marc Knebel, vedoucí lékařských systémů ve společnosti Evonik, která vyrábí PEEK pro 3D tisk i vstřikování a frézování.

"Dnes může být PEEK navržen s přísadami, aby získal nové funkce, jako je lepší osteointegrace," říká Knebel. „Na [3D tištěných implantátech] již pracujeme s několika nemocnicemi. První z nich budou aktivní během příštích pěti let.“

Laboratoř 3D tisku umístěná vedle operačního sálu připravená okamžitě chrlit individualizované implantáty navržené na základě dat pacientů je ještě daleko. Regulační překážky přetrvávají, klinické studie stále probíhají a vybudování nákupu ze strany nemocnic bude nějakou dobu trvat. To, co dnes vidíme, jsou však první kroky inovátorů.