Y tế

Tương lai của công nghệ in 3D trong y tế

Cùng HaloTech khai thác sức mạnh của công nghệ in 3D trong tất cả các khía cạnh của ngành y.

Từ thiết kế đến in ấn, thử nghiệm các thiết bị, từ chuẩn bị cho phẫu thuật để tiến hành nghiên cứu thay đổi cuộc sống con người.

In 3D là một công cụ không thể thiếu cho tương lai của y học!

Mạch máu

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard đang có những tiến bộ to lớn trong việc in ra các mạch máu, một bước quan trọng hướng tới việc in ấn các mô cung cấp máu. Các phòng thí nghiệm của tiến sĩ Jennifer Lewis thiết kế một máy in 3D tùy chỉnh có thể tạo ra một mẫu của mô chứa các tế bào da đan xen với những cấu trúc vật chất có khả năng có thể hoạt động như mạch máu.

Thiết bị cảm biến

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Washington ở St. Louis đã sử dụng tim của động vật để tạo các mô hình in 3D. Thiết bị silicon có thể được loại bỏ khỏi mô hình in và gắn vào trái tim của con người tạo sự phù hợp hoàn hảo. Các cảm biến điện tử có thể phát hiện các hiện tượng oxy hóa, căng cơ tim, và nhiệt độ, tiếp theo là tăng cường các thiết bị điện tử với nhiều cảm biến, bao gồm cả các thiết bị đo các điều kiện axit để phát hiện các động mạch bị tắc nghẽn.

Xương

Trong năm 2011, Giáo sư Susmita Bose, thuộc trường Đại học Bang Washington , đã sửa đổi một máy in 3D để có thể in kết dính các chất hoá học với một loại bột, tạo ra những khung giàn phức tạp thúc đẩy sự phát triển của xương ở bất kỳ hình dạng nào. Mục tiêu của giáo sư Bose là một ngày nào đó có thể cấy ghép khung xương với các yếu tố tăng trưởng xương theo cách mà cấy ghép được hòa tan bằng vật liệu xương tự nhiên trong cấu trúc xương.

Trang thiết bị y tế

In ấn 3D đang diễn ra ở các khu vực nghèo đói trên thế giới. Do khả năng sản xuất các mặt hàng này khó khăn và tốn kém để có được bằng các phương tiện truyền thống, nên nó đã được tạo ra bởi công nghệ in 3D cho các bệnh viện địa phương ở Haiti.

Van tim

Jonathan Butcher  tại Đại học Cornell đã in 3D một van tim và sẽ sớm được thử nghiệm trên cừu. Với hai ống tiêm trên một máy in 3D, ông đã có thể in kết hợp thành phần chính của thành tế bào, tế bào cơ trơn, và các tế bào kẽ hở van, để kiểm soát độ cứng của van.

Sụn tai

Lawrence Bonassar của Cornell đã sử dụng ảnh 3D của tai người để tạo khuôn đeo tai. Những khuôn này sau đó được lấp đầy bởi một loại gel chứa các tế bào sụn bò được bao bọc bởi collagen có hình dạng của tai.

Cơ quan

Organovo gần đây đã công bố việc các tế bào gan in 3D có khả năng hoạt động trong hơn 40 ngày. Trong khi hiện tại, sản phẩm được sử dụng để thử nghiệm, các nhà điều hành hàng đầu của Organovo và các chuyên gia ngành công nghiệp khác cho rằng trong một thập kỷ, chúng ta sẽ có thể in các cơ quan nội tạng như gan, tim và thận. Hàng trăm ngàn người trên thế giới đang chờ đợi người hiến tạng. Hãy tưởng tượng làm thế nào một công nghệ như vậy có thể biến đổi cuộc sống của họ?

Thay thế xương sọ

Một nhóm các bác sĩ người Hà Lan tại Trung tâm Y tế Đại học ở Utrecht đã thay thế toàn bộ phần trên cùng của hộp sọ của một người phụ nữ 22 tuổi bằng một loại implant được làm từ nhựa. Câu chuyện này đã được tái hiện ở Trung Quốc, nơi một người đàn ông với một chiếc hộp sọ bị nghiền nát đã được thay thế bằng in 3D, thay thế bằng titan , và ở Slovakia, trong đó một người khác bị tổn thương não nhận được một phương pháp in 3D tương tự.

Da tổng hợp

James Yoo tại Trường Y học Wake Forest ở Mỹ đã phát triển một máy in có thể in da trực tiếp lên vết thương của nạn nhân bỏng. Với khả năng quét vết thương, máy in có thể tạo ra số lượng lớp da thích hợp để lấp đầy vết thương. Nghiên cứu của Yoo đã chứng minh được khả năng sống sót của một mảnh da 10cm được cấy vào lợn và từ đó đã được quân đội Hoa Kỳ tài trợ để sử dụng công nghệ này để điều trị những người lính bị thương .

Mô hình y khoa

Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc và Hoa Kỳ đã in các mô hình khối u ung thư để giúp khám phá ra các loại thuốc chống ung thư mới và để hiểu rõ hơn cách khối u phát triển và lan rộng như thế nào. Tạo mô hình bệnh nhân cụ thể từ chụp CT và MRI mở rộng từ nghiên cứu y tế sang ứng dụng thực tế giúp giảm đáng kể thời gian phẫu thuật. Việc sử dụng dữ liệu quét cho các mô hình in 3D giúp các bác sĩ chuẩn bị trước hướng xử lý khi có sai sót, rủi ro trên cơ sở lý thuyết.

Bộ phận cơ thể giả

Tạo bộ phận giả truyền thống là rất tốn thời gian, bất kỳ sửa đổi nào cũng có thể phá hủy các khuôn mẫu ban đầu. Hơn nữa, chi phí là một rào cản đáng kể. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Toronto, phối hợp với các nghiên cứu Autodesk và CBM Canada, sử dụng in 3D để sản xuất nhanh, tiết kiệm chi phí các bộ phận giả và dễ dàng tùy biến cho bệnh nhân. Tương tự như vậy, máy in 3D được chuyển từ California đến Sudan, nơi mà chiến tranh đã để lại nhiều người với tay chân bị cụt. Người sáng lập của tổ chức, Mick Ebeling, đào tạo người dân địa phương làm thế nào để vận hành máy móc, tạo chân tay cho bệnh nhân cụ thể với chi phí rất rẻ.

Thuốc

Lee Cronin, một nhà hóa học tại Đại học Glasgow, muốn làm gì để phát hiện và phân phối các loại thuốc theo toa. Trong bài thuyết trình của TED, Cronin mô tả một máy in 3D có khả năng lắp ráp các hợp chất hóa học ở mức độ phân tử. Bệnh nhân sẽ đến hiệu thuốc với đơn thuốc của họ, mua bản thiết kế và mực in hóa chất cần thiết, sau đó in thuốc ở nhà. Trong tương lai Cronin gợi ý rằng có thể bán các bản thiết kế hoặc ứng dụng. Tiến bộ đã được thực hiện theo hướng này khi các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Kỹ thuật bang Louisiana đã in các thiết bị tương thích sinh học, phân huỷ sinh học để phân phối thuốc chữa bệnh ung thư xương .