באמצעות תהליך ההדפסה התלת מימדית החדש, חוקרים מאוניברסיטת נוטינגהם גילו כיצד להתאים אישית חלקי גוף מלאכותיים וציוד רפואי אחר עם פונקציות מובנות כדי לספק צורה ועמידות טובים יותר תוך הפחתת הסיכון לזיהומים חיידקיים.
ד"ר Yinfeng He, מוביל המחקר והמרכז לייצור תוסף, אמר שרוב המכשירים הרפואיים בייצור המוני אינם יכולים לענות באופן מלא על הצרכים הייחודיים והמורכבים של המשתמשים. באופן דומה, לשיטות הדפסה תלת מימדיות של חומר בודד יש מגבלות עיצוב ואינן יכולות לייצר מכשירים מותאמים אישית עם פונקציות ביולוגיות או מכניות מרובות.
אבל בפעם הראשונה אנו משתמשים בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד מרובת חומרים בעזרת מחשב כדי להוכיח שניתן לשלב פונקציות מורכבות במכשיר בריאות מותאם אישית כדי לשפר את בריאות המטופל.
יש לקוות שניתן ליישם את תהליך העיצוב החדשני בהדפסת תלת מימד כל ציוד רפואי הדורש צורות ופונקציות הניתנות להתאמה אישית. לדוגמה, שיטה זו יכולה לשמש לייצור תותבות או מפרקים בהתאמה אישית במיוחד כדי להחליף אצבעות או רגליים חסרות כדי שיתאימו בצורה מושלמת למטופל כדי לשפר את הנוחות והעמידות התותבת שלהם; או להדפיס מגוון תרופות גלולות מותאמות אישית, הנקראות רב גלולות, עוברות אופטימיזציה ומשתחררות לגוף ברצף טיפול מתוכנן מראש.
במקביל, ההזדקנות של האוכלוסייה העולמית מתעצמת, והביקוש למכשירים רפואיים יהיה גבוה יותר בעתיד. שימוש בטכנולוגיה זו יכול לשפר את בריאותם ורווחתם של הקשישים ולהפחית את הנטל הכלכלי של הממשלה.
מפרקי אצבע מלאכותיים אנטיבקטריאליים שנעשו באמצעות תהליך הדפסת תלת מימד רב-חומרי.
איך זה עובד
במחקר זה, החוקרים יישמו אלגוריתם ממוחשב לתכנון וייצור אובייקטים מודפסים בתלת מימד המורכבים משני חומרים פולימריים בעלי קשיות שונה, שיכולים גם למנוע הצטברות של ביופילם חיידקי. על ידי אופטימיזציה של קשיחות בדרך זו, הם הצליחו להשיג חלקים בהתאמה אישית ובגודל המספקים את הגמישות והחוזק הנדרשים.
לדוגמה, החלפות מפרקי אצבע מלאכותיות נוכחיות משתמשות ברכיבי סיליקון ומתכת כדי לספק ללובש רמה סטנדרטית של מיומנות תוך כדי שהוא חזק מספיק כדי להיות מושתל לתוך העצם. עם זאת, כמדגים של המחקר, הצוות הצליח להדפיס תלת מימד מפרקי אצבעות העונים על הדרישות הכפולות הללו במכשיר אחד, תוך שהוא מסוגל להתאים אישית את הגודל והחוזק שלהם כדי לעמוד בדרישות של מטופלים בודדים.
מה שמרגש הוא שככל שרמת השליטה בעיצוב משתפרת, הצוות מסוגל להשתמש במגוון חומרים להדפסת תלת מימד חדשה. חומרים אלו הם מטבעם אנטי-בקטריאליים ותפקודיים ביולוגית, מה שמאפשר להשתיל אותם ולהילחם בזיהומים (אולי זיהומים המתרחשים במהלך ואחרי הניתוח) ללא שימוש בתרופות אנטיביוטיות נוספות.
הצוות גם השתמש בטכנולוגיית אפיון חדשה ברזולוציה גבוהה (3D Orbital SIMS) כדי למפות בתלת מימד את הכימיה של המבנה המודפס ולבדוק את השילוב ביניהם לאורך החלק. זה מראה שבקנה מידה קטן מאוד, שני החומרים הללו מעורבבים יחד בממשק שלהם; סימן להידבקות טובה, מה שאומר שמכשירים טובים יותר נוטים פחות להינזק.
המחקר נערך על ידי המרכז לייצור תוסף (CfAM) וממומן על ידי מועצת המחקר להנדסה ומדעי הפיזיקה. תוצאות המחקר המלאות פורסמו במאמר ב-Advanced Science, שכותרתו: "ניצול עיצוב גנרי להדפסת תלת מימד של מכשירים מרוכבים עמידים לביופילם חיידקים".
לפני מסחור הטכנולוגיה, החוקרים מתכננים להרחיב את השימוש הפוטנציאלי שלה על ידי בדיקתה על חומרים מתקדמים יותר עם פונקציות נוספות, כגון שליטה בתגובות חיסוניות וקידום התקשרות תאי גזע.
קישור למאמר זה:
שימוש בתהליך הדפסה תלת מימד חדש יכול לשפר את הביצועים של ציוד רפואי ועמידות לחיידקים
הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית