הדפסת תלת מימד מוכנה להתמודד עם שתלי גוף מפלסטיק

לאחר תאונה שהותירה אישה בת 40 בשוודיה עם פגיעת ראש מאסיבית בסוף השנה שעברה, היא קיבלה שתל מודפס בתלת מימד עשוי מפלסטיק בשם PEEK כדי לתקן את הגולגולת שלה.

זו הייתה הפעם הראשונה שבית חולים עיצב ודפיס בתלת מימד שתל מסוג זה באתר, וזה יכול להוות נקודת מפנה להדפסת תלת מימד בטיפול רפואי.

"ככל שידוע לנו, אנחנו הראשונים בעולם לייצר שתלים תלת מימדיים לחלוטין בבית חולים, מה שאומר שהשתלים יהיו מותאמים טוב יותר למטופלים, כבר מההתחלה", אומר איינר הייברג ברנדט, מהנדס רפואי בפיזיולוגיה קלינית בבית החולים האוניברסיטאי סקונה, שבדיה. "זה יוביל לניתוחים מהירים יותר ולפחות סיבוכים."

הדפסת תלת מימד בבית חולים נמצאת עדיין בשלבים מוקדמים, אבל מראה הבטחה גדולה, מסכימים מומחים בתעשייה. למרות שהדפסת תלת מימד הייתה בשימוש בתחום הבריאות כבר יותר מעשור לייצור שתלי טיטניום ונירוסטה, PEEK פלסטיק מרחיב את ההזדמנויות לטכנולוגיה לעבור מרצפות החנויות של יצרני מכשור רפואי ואל מעבדות בבתי חולים ומרפאות ברחבי העולם.

למעשה, מתקנים רפואיים מייצגים שוק חדש עצום להדפסת תלת מימד. פלח שירותי הבריאות של תעשיית ההדפסה התלת מימדית, הכולל תרופות שיניים ודפוס תלת מימד, מוערך כיום בכמעט 3 מיליארד דולר.

הדפסת תלת מימד בבתי חולים

למוסדות, כגון Mayo Clinic במינן ובתי חולים VA ​​ברחבי הארץ, יש מעבדות נרחבות להדפסת תלת מימד. העבודה שם מודפסת בעיקר בתלת מימד ספציפית למטופל מודלים רפואיים, כלי אימון כירורגיים, וסדים אורטופדיים. עם זאת, בעתיד הלא רחוק, ייתכן שבתי חולים אלו ידפיסו שתלים ספציפיים למטופל ב-PEEK בתלת מימד עבור כל סוגי הניתוחים.

שימוש במדפסת תלת מימד וחוט PEEK מביא שורה ארוכה של יתרונות לבתי חולים, תוך שהוא עדיין בעל מכשולים משמעותיים. השיטה, בהשוואה לדרכים המסורתיות של ייצור מכשור רפואי, כלומר עיבוד שבבי ודפוס הזרקה, יכולה להתבצע במקום בנקודת הטיפול. המשמעות היא שתלים מהירים יותר, עלויות נמוכות יותר ותיאום הדוק יותר בין המנתח לטכנאים המייצרים את השתל.

על ידי שימוש בנתוני המטופל מסריקות וצילומי רנטגן, בתי חולים יכולים להדפיס בתלת מימד שתל מותאם אישית המתאים בדיוק לחלל הפגם.

מחקרים מראים ששתלים ספציפיים למטופל מקצרים את זמן הניתוח, מורידים את הסיכון לזיהום, מביאים לתוצאות טובות יותר ומצמצמים באופן דרמטי את משך האשפוז. הדפסת השתלים בתלת מימד לפי הצורך גם פוטרת את בית החולים מהצורך להחזיק בהישג יד מלאי של שתלים יקרים.

אמנם, נכון להיום, אין שתלי PEEK מודפסים בתלת מימד המיוצרים בבתי חולים המאושרים על ידי ה-FDA, אבל זה עשוי להשתנות בקרוב.

סטארט-אפ גרמני המתמחה בהשתלת גולגולת PEEK בהדפסת תלת מימד, קומביס, אומר שהוא משלים את המכשולים האחרונים בתהליך האישור של ה-FDA.

"יש הרבה התרגשות סביב הדפסת תלת מימד באתר בבתי חולים והפרויקטים שמניעים את הייצור בנקודת הטיפול ומראים מה אפשרי", אומרת מרים הארסט, מייסדת ומנכ"לית משותפת של Kumovis.

מבוסס על דרום קרוליינה מערכות 3D, אחת מיצרניות מדפסות התלת מימד הוותיקות והגדולות בעולם, הודיעה לאחרונה על תוכניותיה לרכוש את Kumovis על מנת להתרחב מ שתלי מתכת להשתלת PEEK בנקודת הטיפול.

"ככל שטכנולוגיית [הדפסת תלת מימד] הופכת ידידותית יותר למשתמשים עבור אנשי מקצוע רפואיים, יותר בתי חולים יוכלו ליישם פתרונות מקצה לקצה עבור ניתוחים מותאמים אישית", אומר גוטם גופטה, סגן נשיא ומנהל כללי של תרגול המכשור הרפואי 3D Systems. "זה ישבש מודלים קיימים של שירותי בריאות, ישפר את איכות הטיפול, ובאופן מכריע, יציל חיים נוספים."

רכישת Kumovis משתלבת יפה בעסקי הבריאות המבוססים של 3D Systems ומוסיפה התמקדות חדשה בביזור ייצור שתלים רפואיים.

"העברת הייצור לבתי החולים תשנה את המשחק בכל הנוגע לזמינות השתלים", אומר הארסט.

עם זאת, כדי שבתי חולים יהפכו ליצרנים, נדרש צוות טכני והנדסי, תהליכי רגולציה, יחד עם ציוד. זה יכול להיות מנוהל באתר בהסכם שיתוף פעולה על ידי יצרני המכשור הרפואי הנוכחי, אומר Haerst.

PEEK פלסטיק לעומת טיטניום לשתלים

ל-PEEK יש אישור של ה-FDA כחומר שתל במשך שנים בעיבוד, אך עדיין לא בהדפסה תלת-ממדית. למרות ש-PEEK נמצא בשימוש במספר רב של שתלים בשוק כיום, מכלובי עמוד השדרה ועד מפרקי הקרסול, PEEK בהדפסה תלת-ממדית עדיין צריך להוכיח שיש לו את אותן תכונות נשיאת משקל ולבוש כמו PEEK כתוש או יצוק.

בסך הכל, לחומר התואם ביולוגי זה יש מספר יתרונות נתפסים על פני נירוסטה וטיטניום: הוא קל משקל, חדיר לאולטרסאונד, וכמעט בלתי נראה לסריקות CT ו-MRI המאפשר ניטור טוב יותר לאחר ניתוח.

במהלך השנים טיטניום בהדפסת תלת מימד צבר מוניטין של שילוב עצמות טוב יותר ואלפי שתלי מפרקים ועמוד שדרה מודפסים בתלת מימד מדי שנה על ידי יצרנים גדולים, כמו סטרייקר. אבל PEEK השתנה, אומר מארק קנבל, ראש מערכות רפואיות ב אבוניק, המייצרת PEEK להדפסת תלת מימד וכן הזרקה וטחינה.

"כיום, ניתן לעצב PEEK עם תוספים כדי להשיג תכונות חדשות, כגון אוסטאואינטגרציה טובה יותר", אומר קנבל. "אנחנו כבר עובדים עם כמה בתי חולים על [שתלים מודפסים בתלת מימד]. הראשונים יהיו פעילים בחמש השנים הקרובות".

מעבדת הדפסה תלת מימדית הממוקמת בסמוך לחדר הניתוח המוכנה ליצירת שתלים אישיים שעוצבו מנתוני המטופל בהתראה של רגע, עדיין רחוקה. נותרו מכשולים רגולטוריים, מחקרים קליניים עדיין בעיצומם, ובניית רכישה מבתי חולים תיקח זמן. מה שאנחנו רואים היום, לעומת זאת, הם המחדשים שעושים את הצעדים הראשונים.