3D технологии позволяют расширить возможности хирургов и медицинских работников, которые восстанавливают и реконструируют человеческое тело. Некоторые компании используют аддитивное производство, чтобы свободно проектировать и изготавливать инструменты для хирургических операций, что открывает путь к изменению традиционных медицинских рынков.
Например, команда Restor3d внедряет инновации в прецизионную хирургию, меняя способы разработки и использования имплантатов, хирургических инструментов и предоперационных моделей. Традиционные системы инструментов развиваются медленно, требуют значительных первоначальных затрат и часто создают сложности в хирургическом процессе. Restor3d использует возможности 3D печати для улучшения процесса оказания хирургической помощи за счет печати металлических имплантатов и полимерных инструментов, адаптированных к конкретной процедуре и часто к конкретному пациенту.
В этой статье рассказываем о том, как компания Restor3d использует 3D печать и сопутствующие технологии для производства индивидуальных хирургических наборов: имплантатов, инструментов и вспомогательных изделий.
Преимущества 3D печати в хирургии
Используя современное оборудование Restor3D уже печатает хирургические инструменты следующего поколения. 3D печатная продукция помогает:
-
Заменить большие и дорогие хирургические лотки одноразовыми инструментами, предназначенными для конкретной процедуры.
-
Значительно сократить затраты на цепочку поставок и стерилизацию для больниц.
-
Уменьшите потребность в интраоперационных навигационных системах с помощью инструментов, адаптированных к конкретному пациенту.
Новый уровень производства хирургического инструментария
Restor3d состоит из команды высококвалифицированных биомедицинских инженеров и ученых-материаловедов, которые первоначально сосредоточились на 3D печатных имплантатах для операций на шейном отделе позвоночника. При разработке этих новых имплантатов команда постоянно сталкивалась с проблемами, которые влечет за собой пользование традиционными инструментальными системами из нержавеющей стали.
Камбре Келли, технический директор, объяснил ситуацию, сказав: «Мы разрабатывали инновационный имплантат, обладающий характеристиками, которые могут быть достижимы только с помощью 3D печати, но ожидали, что хирурги будут использовать традиционную систему инструментов для доставки имплантата. Поэтому мы довольно быстро поняли, что развитие инструментов наряду с инновациями в области имплантатов станет для нас важным отличием».
Несмотря на то, что традиционное оборудование и инвентарь имеют достаточно высокую стоимость, больницы не спешат запускать собственное произвоство или искать иные пути решения проблемы.
Restor3d использовал возможности собственного аддитивного производства и теперь предлагает инструменты и сопутствующие лотки по доступной цене, чтобы больницы могли действовать гибко и экономически эффективно настраивать методы лечения. Создание одноразовых инструментов, ориентированных на конкретные процедуры, потребовало по-настоящему гибкого процесса разработки, сокращающего разрыв между ожиданиями и отзывами хирургов и разработкой нового продукта.
«Мы обладаем уникальной способностью поставлять продукцию точно в срок благодаря нашему собственному производству и способности быстро настраивать конструкцию и геометрию на основе отзывов с мест. Благодаря прямой печати одноразовых инструментов мы можем довольно быстро повторять и пересматривать наши проекты», — говорит Келли.
Открытие новых клинических рабочих процессов
Натан Эванс, старший вице-президент по разработке продуктов, сказал: «Хирургам больше всего нравится раотать с тем, с чем они обучались. И если бы они обучались 20 или 30 лет назад, эта технология могла бы быть недоступна. Мы видим, что мнение оперирующих специалистов действительно начинает меняться, когда хирурги изучают примеры случаев заболевания и результаты, которых можно достичь с помощью новой технологии.».
Работа напрямую с хирургами стала неотъемлемой частью того, как Restor3d создает свои медицинские устройства. В таких областях, как ортопедическая онкология, каждая операция уникальна. В отличие от обычных ортопедических операций, целью которых является установка пациенту существующих имплантатов, рак вызывает различное повреждение костей у каждого пациента. Restor3d тесно сотрудничает с врачом, чтобы предоставить специальные инструменты для всей процедуры от начала до конца.
Работа начинается на этапе проведения компьютерной томографии или получения рентгеновских снимков, а затем продолжается на совещании по планированию операции с врачом, проведении сканирования и проектировании, вплоть до самой операции.
Планирование и инструменты для идеальной операции
Фаза планирования сложной операции имеет решающее значение. Это стало основной ценностью Restor3d для хирургов. Этот этап обычно включает в себя создание анатомических моделей и направляющих для резки с учетом особенностей пациента.
Даже для обычных операций, которые врачи раньше проводили тысячи раз, планирование имеет решающее значение. У каждого пациента уникальная анатомия, и даже если сам имплантат сконструирован идеально, процесс его размещения в организме полностью индивидуален. Команда Restor3d осознает это и предоставляет дополнительные компоненты для процесса планирования, чтобы обеспечить успешную работу.
Полный пакет инструментов планирования позволяет хирургам подготовить и даже отработать свой подход на анатомических моделях перед непосредственной работой с пациентом. Такая предоперационная подготовка сокращает время операции и повышает уверенность хирургов, что приводит к лучшим результатам и более быстрому восстановлению.
Как это реализуется на практике
Для создания таких подробных и индивидуальных комплектов предоперационного планирования Restord3d использует парк 3D принтеров. Ассортимент доступных материалов, точность принтеров и их способность реагировать на запросы хирургов по требованию позволяют быстро поставлять индивидуальный продукт.
Хирургические инструменты Restor3d сочетают в себе металлические и полимерные детали и созданы для замены инструментов, полностью изготовленных из нержавеющей стали, которые многие хирурги использовали на протяжении всей своей карьеры. Инженерная группа оценивает ассортимент материалов, чтобы найти полимер, на котором можно было бы нарезать резьбу и который можно было бы использовать во время хирургической процедуры после стерилизации гамма-излучением или паром.
Команда Restord3d подвергает каждый инструмент и имплантат строгим испытаниям, чтобы гарантировать, что продукт, доставленный хирургам, имеет высочайшее качество и может использоваться даже в критических условиях. Они проводят с хирургами испытания на изгиб, удар, крутящий момент и симулируют клиническое использование, чтобы убедиться, что их инструменты выдерживают требования и условия нагрузки в операционной.
3D печать некоторых компонентов из смолы позволяет команде Restor3d протестировать новые изделия, материалы и конструктивные особенности.
Например, при проектировании титановых имплантатов необходимо учитывать множество особенностей аддитивного производства, таких как ориентация пластины и другие тонкости, связанные именно с процессом 3D печати.
Чтобы еще больше сократить затраты и время вывода на рынок, производители предлагают широкий ассортимент биосовместимых материалов - от смол до металлических порошков и композитных материалов. Эти материалы разрабатываются и производятся на предприятии, сертифицированном по стандарту ISO 13485, и совместимы с обычными методами дезинфекции и стерилизации.
Эванс объяснил преимущества работы с поставщиком материалов, имеющим надежную систему управления качеством, сказав: «Когда у поставщика уже есть разрешения и испытания на биосовместимость, например, тестирование по ISO 10993, это действительно полезно, особенно для запуск на ранней стадии, когда вы, возможно, хотите избежать сверхдлительных сроков выполнения работ, связанных с этим тестированием, а также всех затрат. Наличие такого тестирования действительно позволяет нам быстрее выйти на рынок, а также позволяет нам оправдать выполнение только определенных конечных точек, а не полного спектра тестирования.».
Restor3D использует впечатляющую линейку 3D принтеров для печати металлами, которые создают инструменты и имплантаты из кобальтовых, хромовых и титановых сплавов. Помимо металлических принтеров размером с комнату, компания использует и настольные принтеры для печати одноразовых инструментов и индивидуальных устройств, адаптированных для конкретного пациента.
Restor3D зарекомендовала себя как лидер в использовании 3D печати для внедрения инноваций в операционную деятельность. Их лучший в отрасли набор для предоперационного планирования, высокоточные и инновационные имплантаты, а также комплексное решение, предоставляемое набором инструментов, помогли больницам сократить расходы и улучшить качество обслуживания пациентов.
Келли считает, что компания только начинает развиваться — они планируют расширение до операций на стопе и голеностопном суставе, а также до различных операций на позвоночнике. Также сотрудники компании обращают внимание и на другие ортопедические применения, такие как травматология, лечение верхних конечностей и спортивная медицина. «Мы действительно стремимся иметь инфраструктуру и базовые технологические платформы для решения проблем всего тела и в различных сегментах медицины».
Использование 3D технологий, и в частности 3D печати, в медицине - путь к развитию разных областей врачебной деятельности. Планирование операций и имплантация в хирургии зачастую имеет решающее значение для пациентов. Внедрение аддитивного производства в разработку и изготовление медицинских инструментов помогает учесть анатомические особенности каждого пациента, что делает проще не только саму операцию, но и восстановление после хирургического вмешательства.
DigitalCraft3D предлагает услуги 3D печати для медицины, в том числе создание анатомических моделей и хирургических шаблонов. Ознакомиться с примером работ можно в разделе “Портфолио”.
