Технологии 3D-печати все чаще используются для разработки моделей органов и хирургических инструментов, специфичных для конкретного пациента, с использованием собственных медицинских изображений пациента.
Анатомические модели в настоящее время являются одним из наиболее широко распространенных применений 3D-печати в медицинской промышленности. Доступность медицинского программного обеспечения CAD/CAM и недорогих настольных 3D-принтеров растет, что позволяет большему числу больниц создавать лаборатории 3D-печати.
В таких лабораториях медицинские работники могут создавать высокоточные 3D-печатные модели, чтобы помочь в предоперационном планировании. Анатомические модели, напечатанные на 3D-принтере, помогают хирургам принимать более эффективные решения о лечении и более точно планировать свои операции.
Ортопедические имплантаты — медицинские устройства, используемые для хирургической замены отсутствующего сустава или кости, — являются одним из приложений, которые больше всего выигрывают от 3D-печати. Эта технология позволяет медицинским специалистам создавать более подходящие, долговечные и высокоэффективные имплантаты.
Первое использование 3D-печати для изготовления ортопедических имплантатов началось более десяти лет назад, а первые имплантаты с 3D-печатью были изготовлены примерно в 2007 году. В 2010 году Adler Ortho Group, один из первых внедривших технологию 3D-печати металла методом электронно-лучевой плавки (EBM) Arcam, получила первые разрешения FDA на имплантаты, созданные с помощью 3D-печати.
Сегодня эта технология может быть использована для изготовления широкого спектра имплантатов, включая спинномозговые, тазобедренные, коленные и черепные имплантаты. В 2021 года с помощью 3D-печати было изготовлено более 800 000 имплантатов. К 2027 году это число может увеличиться до четырех миллионов.
Стартап NewStep Северо-Западного наноцентра спроектировал и изготовил пилотный образец системы чрескожного протезирования нижних конечностей. Созданное медицинское изделие является первой подобной разработкой в России. Заявка на регистрацию изобретения уже подана в Роспатент.
Система чрескожного протезирования стартапа NewStep относится к области устройств, интегрируемых в опорно-двигательный аппарат человека, и предназначена для пациентов с утраченными конечностями. Изделие состоит из двух элементов: имплантата для интеграции в костную ткань и соединительного модуля, к которому может крепиться любой из представленных на рынке протезов нижних конечностей.
В мировой медицине чрескожное (прямое) протезирование утраченных конечностей активно применяется на практике в течение последних тридцати лет. В основе метода лежит прямое костное закрепление протеза к остаточной кости пациента через имплантируемую в костный канал конструкцию. Технология служит альтернативой традиционному способу крепления протеза с помощью культеприемной гильзы и имеет ряд преимуществ:
-протез не соприкасается напрямую с конечностью и не вызывает травмирование кожных покровов, в результате чего пациенту значительно реже приходится посещать центры протезирования для обслуживания протеза; -стоимость остеоинтегрированного протезирования на 14% дешевле протезирования с закреплением при помощи культеприемной гильзы; -согласно европейскому опыту остеоинтегрированного протезирования, долгосрочный показатель успеха выживаемости имплантатов составляет не менее 80%.
Основными поставщиками серийных систем чрескожного протезирования конечностей являются производители из европейских стран и Австралии. В России подобных решений до настоящего времени не было. Разработка NewStep стала первым российским образцом системы прямого костного закрепления имплантата. В марте этого года стартап подал две заявки в Роспатент на регистрацию изобретения и полезной модели.
Разработка команды NewStep имеет ряд преимуществ перед зарубежными аналогами. Инвазивная часть устройства (имплантат) проектируется с учетом анатомических особенностей пациента на основе снимков компьютерной томографии и производится из биосовместимого титанового сплава при помощи аддитивных технологий. Специальная система фиксации имплантируемой части устройства обеспечивает безопасность установки и предотвращает расшатывание изделия. Кроме того, при разработке устройства инженеры стартапа рассчитали оптимальные параметры ячеистых структур конструкции с тем, чтобы обеспечить оптимальную приживаемость имплантата и сократить срок послеоперационной реабилитации.
«Задача состояла в том, чтобы разработать решение, которое позволит не просто восстанавливать двигательные функции пациентов, но и сможет улучшать качество их жизней. Наша разработка обеспечивает интеграцию протеза таким образом, что он становится полноценной частью человека, возвращая способность жить полной жизнью. Мы надеемся, что появление на рынке нашего изделия придаст импульс к развитию остеоинтегрируемого протезирования в стране, а у пациентов появится альтернатива в выборе способов крепления протеза», — прокомментировал руководитель стартапа NewStep Андрей Синегуб.
До конца текущего года стартап проведет пилотные испытания каждого элемента системы чрескожного протезирования. Следующим шагом станет клиническая апробация изделия, переговоры о проведении тестовых операций уже ведутся с ведущими федеральными центрами травматологии и ортопедии.
Голландская компания Tanaruz из Роттердама, наладила производство кастомизируемых 3D-печатных катеров и моторных яхт с корпусами из композита на основе переработанного пластика. Корпуса изготавливаются с помощью экструзионного 3D-принтера на основе робота-манипулятора, способного выращивать изделия длиной до четырнадцати метров.
Аддитивная система построена на основе многоосевого робота ABB и оснащена экструдером производства голландской компании Xtrution, работающим с гранулированными полимерами и композиционными материалами. Расходным материалом для катерных корпусов служит композит из вторичного полипропилена с 30-процентной долей армирующего стекловолоконного наполнителя, повышающего прочность.
Надгробие изготовлено компанией 3D4Art, эксплуатирующей строительные 3D-принтеры разработки и производства ярославского предприятия «АМТ-Спецавиа».
Бетонный памятник достигает почти 2-х метров в высоту и 3-х метров в ширину, а весит около двух тонн. Монумент оформлен в виде театральной сцены и установлен на могиле Арнольда Кайе, бывшего художника по свету драматического театра имени Станиславского. Памятник изготовлен по инициативе Александра Жданова — внука художника, заплатившего за инсталляцию триста тысяч рублей.
«Мой дедушка Арнольд Августович Кайе — заслуженный деятель культуры Советского Союза, ведущий художник по свету. Посвятил более пятидесяти лет драматическому театру имени Станиславского, дружил и работал с Евгением Леоновым, Михаилом Яншиным, Лилией Гриценко. Памятник передает его характер, смелость и творческий путь», — рассказал Александр Жданов.
Компания Smart Build приступила к работам по возведению двухэтажного 3D-печатного здания. Проект реализуется на территории Ставропольского краевого индустриального парка «Мастер».
«В России есть еще компания, которая печатает дома, но такого уровня промышленного принтера у них нет. Мы сами его придумали и воплотили идею в жизнь. Сегодня для компании печать домов — как бы дополнительная услуга, плюс к другим направлениям, которые мы развиваем в сфере строительства. Ближайшее будущее, не сомневаюсь, у этой технологии масштабное. Люди очень скоро убедятся в преимуществе возведения зданий с помощью 3D-принтера», — рассказал соучредитель Smart Build Илья Медведев.
Проект носит демонстрационный характер, на реализацию выделены две недели. В здании разместится цех сборщиков микроэлектроники: внутренняя планировка включает мастерскую и складские помещения, руководство разместится на втором этаже.
Японская компания Mitsubishi Electric заявила о создании методики и специального фотополимерного материала для 3D-печати спутниковых антенн прямо на орбите с помощью солнечного света.
Новая технология опирается на специально разработанную фотополимерную смолу, демонстрирующую стабильность в вакууме. Фотополимер отверждается ультрафиолетовым излучением, разработчики ориентируются на фотополимеризацию солнечным светом.
Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния. Создатели считают этот материал перспективным костных имплантатов, сращивающих переломы. Результаты исследования свидетельствуют, что полученные образцы малотоксичны, прочны, биоразлагаемы, на них может формироваться костная ткань.
При лечении серьезных переломов устанавливаются особые имплантаты, способствующие восстановлению кости. Они служат своего рода каркасом, который постепенно зарастает костной тканью. В идеале к тому времени, как имплантат выполнит свою задачу, он должен раствориться в теле, тогда не понадобится операция по его извлечению. Как раз для этого и подойдет, по мнению создателей, новый сплав железа и кремния.
Материалы для подобных имплантатов должны соответствовать ряду требований. Они должны быть прочными, как кость, и пористыми, чтобы было пространство для формирования новой ткани. Кроме того, подходящий материал должен быть биосовместимым и биоразлагаемым. То есть с одной стороны, он должен приниматься организмом пациента, а с другой стороны — растворяться естественным образом, но не слишком быстро, чтобы успевала вырасти кость. При всем этом продукты разложения не должны быть токсичны.
