Журнал "Научное Образование" в eLIBRARY.RU

  • na-obr@mail.ru
  • Статьи в следующий номер журнала принимаются по 30.04.2024г.

   Регистрационный номер СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 74050 от 19.10.2018г. Смотреть

   Свидетельство регистрации периодического издания: ISSN 2658-3429 Смотреть

   Договор с ООО "НЭБ" (eLIBRARY.RU): № 460-11/2018 от 21.11.2018г.

     
kn1    kn2
     
     
kn3    kn4
     

3D-печать медицинских инструментов

Дата публикации: 2022-06-01 18:18:50
Статью разместил(а):
Павлов Алексей Алексеевич

3D-печать медицинских инструментов 

3D printing of medical instruments

 

Автор: Павлов Алексей Алексеевич 

ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ, Санкт-Петербург, Россия 

e-mail: Alenavik_15@mail.ru

Pavlov Aleksey Alexeevich

Military medical academy named of S.M. Kirov, St.-Petersburg, Russia

e-mail: Alenavik_15@mail.ru

Аннотация: В данной статье рассмотрены методы 3D-печати медицинских хирургических инструментов. Исследования и разработки в этой области в будущем помогут усовершенствовать процессы хирургических вмешательств за счёт использования индивидуальных медицинских инструментов, напечатанных на 3D-принтере. 

Abstract: This article discusses the methods of 3D printing of medical surgical instruments. Research and development in this area in the future will help improve the processes of surgical interventions through the use of individual medical instruments printed on a 3D printer.

Ключевые слова: 3D-печать, хирургические инструменты, аддитивные технологии.

Keywords: 3D printing, surgical instruments, additive technologies.

Тематическая рубрика: Медицина и психология. 

 

Об использовании 3D-печати в медицине известно уже давно: еще в конце 1990-х годов впервые были произведены капы для выравнивания зубов с использованием 3D-принтеров. Однако первый имплант удалось напечатать лишь в 2012 году в Бельгии, тогда же состоялась первая операция по вживлению титановой нижней челюсти, изготовленной с помощью 3D-печати. 

Для российской медицины 3D-печать все еще остается достаточно редкой и малоизученной технологией, однако интерес к ней растет с каждым годом, поскольку все больше специалистов в различных областях медицины видят преимущества использования аддитивных технологий. 

Аддитивные технологии в медицине – рынок сравнительно новый не только для России, но и для всего мира. Законодательство Европы, Китая и США сейчас активно меняется, разрабатываются рекомендации по применению 3D-печати, выдаются разрешения для внедрения, лицензируются компании. Поэтому важно, чтобы на отечественном рынке были приняты свои стандарты по применению напечатанных медицинских изделий. 

Медицинские инструменты являются техническими средствами, с помощью которых хирург совершенствует методы хирургического операционного вмешательства. С помощью инструментов выполняются необходимые приемы хирургического вмешательства: разделение тканей, как мягких, так и костных, удаление пораженных участков ткани, манипуляции, связанные с созданием удобного доступа к оперируемому участку, введения лекарств и тампонов, сшивания тканей и др. 

Основным нормативным документом для определения качества инструментов и проведения товароведческого анализа является ГОСТ 19126–2007. 

Правильная техника проведения хирургических операций, несомненно, важна, но также огромное значение имеет наличие качественных, современных инструментов. 

Отрасль медицинской промышленности находится в состоянии развития и поиска решений для  модернизации текущих производственных процессов. Профильные специалисты заинтересованы во внедрении на предприятия наиболее эффективных и инновационных средств производства. 

Современные хирурги стараются проводить операции с как можно меньшей травматичностью для пациента, поэтому для них очень часто требуется персонализированный инструмент. Использование 3D-печати позволяет создавать такие инструменты в течение нескольких часов. 

Теперь врач может самостоятельно модифицировать готовую модель, придав ей необходимые размеры и форму для удобства и эффективности работы. Стоматологи теперь могут при пациенте создать, например, индивидуальные направляющие, исключающие возможность повреждения здоровых зубов при протезировании. 

В Греции были смоделированы и напечатаны хирургические инструменты, не требующие стерилизации за счёт покрытия серебряными антибактериальными наночастицами. Антибактериальная защита в хирургии очень важна, так как часто из-за занесённой во время операции инфекции можно потерять пациента. 

Инструменты, напечатанные на 3D-принтере, оказались в 14 раз дешевле обычных, поэтому они могут быть очень востребованы в странах третьего мира. Также с учетом того, что они не требуют стерилизации, такие инструменты можно использовать во время войны и стихийных бедствий. Однако использовать такой инструмент можно не более 10 раз. 

Для создания инструментов, подходящих для конкретной процедуры и хирурга, требуется по-настоящему гибкий процесс разработки, позволяющий сократить разрыв между отзывами хирургов и разработкой продукта до уровня, которого раньше не было. Многие хирурги могут не решиться менять свои инструменты; не все хирурги обучались одинаково, изменить привычки сложно, и у опытных хирургов могут быть свои собственные методы, отточенные десятилетиями работы. 

Для решения этих проблем необходимо тесно сотрудничать с врачами, чтобы быстро внедрять новые инструменты и технологии на основе их отзывов. Развернув по-настоящему гибкий и интегрированный процесс разработки, основанный на технологии 3D-печати для исследований и разработок и производства, возможно поставлять гибкие и точные инструменты, освобождая хирургов от традиционных наборов дорогостоящих инструментов, которые обычно обновляются в лучшем случае каждые несколько лет. 

Преимущества индивидульных хирургических инструментов, напечатанных на 3D-принтере, огромны. Временные ограничения на проектирование и производство инструментов минимальны, в то время как персонализация, разрешенная врачом, безгранична. Скорость итерации позволяет уже на следующий день усовершенствовать базовую конструкцию хирургических инструментов. Кроме того, варианты простых инструментов, таких как игловодитель или гемостат, могут быть модифицированы в зависимости от требований оперативной техники для оптимизации функции. Разработка новых технологий включают установку 3D-принтеров там, где хирургическое оборудование не всегда доступно, например, в передовых операционных хирургических больницах в зонах боевых действий, космических кораблях или странах третьего мира. Эти среды будут поддерживаться локальными 3D-принтерами и иметь доступ к цифровым библиотекам медицинских и немедицинских деталей.

Идеальный материал для печати еще предстоит определить. Необходима дальнейшая оценка, чтобы найти материал, который можно печатать без дополнительной обработки и легко стерилизовать для хирургического использования. Итерация дизайна общего хирургического набора будет продолжена. Будущие модификации дизайна также будут исследовать анизотропные эффекты ориентации конструкции на функциональность хирургических инструментов. 

Благодаря технологии аддитивного производства в будущем будет доступна разработка инновационных инструментов из различных материалов, включая титан и нержавеющую сталь, что в конечном итоге может привести к упрощению хирургических процедур. 

Выводы:

Применение аддитивных технологий в медицине настолько стремительно расширяется, что больше похоже на революцию в здравоохранении — оно дает возможность индивидуализации медицинских изделий, повышает экономическую эффективность и производительность труда медиков, давая им новые возможности, сокращает время ожидания и повышает качество результата для пациентов, делает качественную медпомощь более доступной. 

История 3D-печати и аддитивного производства в медицине — это незавершенная работа, в которой предстоит решить множество задач. Исследования и применение данных технологий несет в себе взрывной потенциал в продвижении медицинской профессии и улучшении условий жизни людей. 

Таким образом, для активного развития аддитивных технологий в Российской медицине необходимо наладить тесное сотрудничество инженеров и врачей, а также разработать стандарты для напечатанных на 3D-принтере медицинских инструментов. Благодаря своей дешевизне, по сравнению с привычными нам медицинскими инструментами, напечатанные инструменты смогут найти гораздо большее применение. Индивидуализированные инструменты помогут сократить риски травматичности во время операций. За счет быстроты их печати можно будет легко подготовить нужный набор индивидуальных инструментов к той или иной операции. 

В военной медицине такие технологии также найдут свое применение, так как в военное время или во время чрезвычайных ситуаций в короткие сроки и наименьшими затратами будет возможно напечатать необходимые инструменты. 

 

Литература:

1. Журнал «Аддитивные технологии» 1-2022.

  

. . . . . . .