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Impression 3D en médecine: Peut-être n'avons-nous plus besoin d'organes vivants?

Apr 07, 2019

Si vous souhaitez savoir quelle est l'impression 3D la plus utilisée dans l'industrie médicale, il est naturel de compter les membres et les organes.

3d printing in medcial

Dans le corps humain, la nature la plus remplaçable est celle des membres, des dents, etc. Les fonctions principales de ces parties aident les actions et la vie des gens. Leurs fonctions étant uniques, la structure est relativement simple. De plus, l’incomplétude des membres n’a théoriquement qu’un impact significatif sur la vie humaine. Par conséquent, les prothèses et les prothèses sont courantes et, dès que la technologie d’impression 3D apparaît, elle s’applique naturellement à ce domaine.


Actuellement dans la vie, la technologie prothétique d'impression 3D est très mature et a été largement utilisée. Une fille en Angleterre a une paume en 3D, un travailleur migrant a un crâne et même la société australienne CSIRO peut personnaliser un sternum et des côtes en titane pour créer un coffre en 3D.


Une étude récente nous a également montré la possibilité de combiner l'impression AI et 3D. Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley et du laboratoire dentaire Shuliwell a créé un réseau universel de confrontation (GAN) afin de générer automatiquement de nouveaux modèles de couronne. Il prédit la forme de la nouvelle couronne sur la base d'un balayage des dents manquantes. Tout d'abord, le côté de la dent manquante de la mandibule est balayé pour produire une image 2D. Ensuite, le côté opposé des mâchoires est également numérisé. Le GAN comprend la distance entre les dents manquantes et comble le vide en 3D avec un nouveau design de couronne.

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Avec la précision de la modélisation GAN, on peut s’attendre à ce que l’impression 3D future corresponde davantage aux caractéristiques physiologiques humaines et à l’orientation fonctionnelle. Par exemple, le problème de la réception de la cavité peut être mieux résolu, de sorte que l'installation de la prothèse est plus confortable.


Si l'impression des membres, des dents, etc. est facile, l'organe d'impression 3D peut être difficile. Des recherches connexes sont également menées de manière ordonnée.


La difficulté des organes d’impression 3D est due au grand nombre de vaisseaux sanguins qu’ils contiennent, et l’organisation de chaque organe est également différente. Par exemple, le cerveau est principalement composé d’un grand nombre de tissus nerveux. Il reste encore d’importantes difficultés techniques à imprimer et à cultiver les tissus nerveux.


Mais la bonne nouvelle est que le foie 3D a été imprimé et a survécu. La société américaine de biotechnologie Organovo a utilisé la technologie d’impression 3D cellulaire pour imprimer le tissu cellulaire nécessaire au foie dans la chambre de culture cellulaire. Après avoir été cultivé dans un vaisseau, il peut être transformé en un foie de forme normale et transplanté dans le corps humain. Cependant, les cellules de ce foie perdent leur activité après avoir été imprimées et deviennent des cellules mortes.

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En plus du foie, des organes tels que les reins et le pancréas sont également à l'étude. Les chercheurs estiment généralement qu’il faut au moins 10 ans pour obtenir des orgues imprimées 3D réellement fonctionnelles et portables. Pour le développement de la transplantation d'organes humains, 10 ans, ce n'est pas long, mais pas trop court. Une fois que cette technologie deviendra une réalité, les changements apportés seront révolutionnaires: les personnes nécessitant une intervention chirurgicale ne mourront pas désespérément, car elles ne peuvent pas attendre pour des organes vivants, et les organes deviendront des produits pouvant être produits en série. Cela aura un impact positif sur la résolution du problème de la pénurie d'organes vivants, la prolongation de la vie humaine et même la création d'une nouvelle chaîne industrielle d'approvisionnement en organes.


La chirurgie peut revenir: de "unique" à "répétitif"


Impression 3D Une autre application qui présente un avantage absolu dans le domaine médical est la chirurgie assistée.


La chirurgie est une tâche très risquée, en particulier pour le traitement interne d'organes internes tels que les organes internes. Depuis des milliers d'années, les médecins cherchent inlassablement à améliorer le taux de réussite des interventions chirurgicales et à améliorer la qualité de vie des patients.


Initialement, lorsqu'il n'y a pas de dispositif médical visuel, si les médecins ont un problème avec une certaine partie, ils ne peuvent qu'ouvrir le corps en premier, puis explorer l'emplacement de la lésion et effectuer l'opération. Dans ce processus, les médecins s'appuient sur l'expérience accumulée pour localiser avec précision. Cependant, le corps humain est différent. Avec l'aide d'instruments et d'équipements électroniques, les médecins peuvent déterminer les lésions par des moyens techniques avant l'opération. La précision de la chirurgie est grandement améliorée par rapport à l'expérience.


Qu'il s'agisse de la première ligne droite ou de la bénédiction d'un dispositif visuel, la chirurgie présente une particularité: unique.


Avec l'avènement de la technologie d'impression 3D, la chirurgie a commencé à avoir une autre caractéristique: la répétabilité.


Les chirurgiens du Northwest Community Medical Center de Chicago ont récemment opéré un patient atteint d'une tumeur au cerveau, à savoir la technologie 3D. En général, les détails du cerveau ne peuvent pas être vus à l'œil nu, ce qui augmente considérablement les risques d'élimination des tumeurs cérébrales. Une fois le cerveau balayé et la localisation de la tumeur déterminée, les médecins ont établi un modèle 3D de patient cérébral. Ensuite, grâce à ce modèle, les médecins peuvent voir d’autres zones du cerveau que les tumeurs et connaître toute la zone de la chirurgie. Plus important encore, grâce à la construction du modèle cérébral, ils peuvent effectuer plusieurs exercices de simulation avant la chirurgie afin de faire face aux éventuelles urgences tout en évitant de toucher les zones saines du cerveau susceptibles d'être blessées accidentellement. .


La Chine a également réalisé des percées technologiques en chirurgie dans les applications d'impression 3D. Le mois dernier, le centre cardiovasculaire du deuxième hôpital affilié de l'université de médecine de Nanjing a utilisé la technologie du cœur imprimé en 3D pour reproduire le cœur d'un patient cardiaque, en découvrant la structure vasculaire complexe du cœur et en simulant différentes procédures chirurgicales. Enfin, le meilleur plan chirurgical a été élaboré et s’est déroulé sans heurts.


Ensuite, lorsque l’opération passera d’un "marteau au son" à un moyen médical ré-testable, le taux de réussite de la chirurgie en sera grandement amélioré et le risque sera réduit. D'autre part, grâce à la simulation répétée de la procédure chirurgicale, les compétences opérationnelles du médecin augmenteront également, le temps d'intervention sera considérablement réduit et le patient évitera également de subir une opération plus longue.


En traversant les collines, il faut aller au vent


De plus, l'industrie pharmaceutique utilisera même la technologie d'impression 3D pour permettre aux patients d'imprimer des médicaments à la demande; fabriquer du matériel de rééducation tel que des semelles orthopédiques, des prothèses auditives; imprimer des implants tels que des os. On peut dire que la technologie d'impression 3D influe sur tous les aspects de l'industrie médicale.


Cependant, le traitement médical 3D n'est pas parfait et sa promotion pose encore plusieurs problèmes.


1. Problèmes matériels. Dans des cas chirurgicaux antérieurs, il y avait souvent des problèmes d'implants dans le corps qui causaient une douleur secondaire au patient, des problèmes avec l'implant ou des dommages au corps humain causés par l'implant. En tant que technologie émergente, la technologie d’impression 3D doit également tenir compte de cette question. Si c'est juste pour l'impression, c'est peut-être un peu petit pour ça. S'il peut explorer des matériaux mieux adaptés au corps humain, il deviendra également un élément important du destin de la technologie.


2. Problèmes liés à la promotion de la commercialisation. Si une technologie n’est qu’un vase, son destin doit être durable. Ensuite, pour l’impression 3D, il existe encore dans certains hôpitaux à forte solidité financière. Le matériel d'impression 3D moyen sur le marché est en centaines de milliers de dollars, et le coût du matériel dans les hôpitaux nécessitant une plus grande précision est plus élevé. Par exemple, les exigences médicales relatives à la précision de l'impression 3D, les vaisseaux sanguins du foie 3D imprimés par un fabricant japonais sont clairement visibles, et le matériel offrant cette précision est généralement inacceptable pour les hôpitaux. Par conséquent, le renforcement de la recherche et du développement de technologies et la réduction des coûts d’équipement peuvent être les facteurs clés de la promotion de la réduction rapide du trafic.


3. Imprimez l'énergie cinétique de l'organe. À l'heure actuelle, bien qu'un foie de courte durée puisse être créé en superposant des cellules, ce n'est pas une fonction qui ne signifie pas qu'il a une fonction hépatique. En fait, l'environnement tel que les ustensiles est incomparable pour le corps humain. Il y aura donc des différences dans les tests pharmacologiques. En outre, la fabrication de vaisseaux sanguins transportant l'oxygène et les nutriments reste un problème. Si ce problème n'est pas résolu, les cellules ne survivront pas longtemps. En outre, cet organe d’impression 3D devra également faire face au problème du rejet du corps humain à l’avenir. Vaut-il mieux s’adapter au corps que l’organe vivant actuel, ou est-ce que cela n’est pas accepté? Nous sommes tous inconnus.

Et une fois qu'un organe est impliqué, quelqu'un parlera de questions éthiques. Cependant, comme il s'agit de mieux sauver des vies, la controverse autour de cette question ne devrait pas être particulièrement féroce.


L'impression 3D est encore une nouveauté pour le secteur médical. Nous avons constaté que chaque fois qu'une nouvelle technologie est créée, l'industrie médicale a hâte de l'essayer. Cet aspect reflète la diversité et la complexité des problèmes médicaux, mais reflète également le respect humain et la crainte de la vie. Et ce respect de la vie deviendra également une force motrice inépuisable pour que les médecins utilisent la technologie pour traverser les collines.