การพิมพ์ 3 มิติพร้อมรับมือกับรากฟันเทียมพลาสติก

หลังจากอุบัติเหตุทำให้หญิงวัย 40 ปีในสวีเดนได้รับบาดเจ็บสาหัสเมื่อปลายปีที่แล้ว เธอได้รับการฝังรากฟันเทียมจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ทำจากพลาสติกที่เรียกว่า PEEK เพื่อซ่อมแซมกะโหลกศีรษะของเธอ

นับเป็นครั้งแรกที่โรงพยาบาลออกแบบและพิมพ์รากฟันเทียมชนิดนี้ในสถานที่ด้วยการพิมพ์ 3 มิติ และสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นจุดเปลี่ยนสำหรับการพิมพ์ 3 มิติในด้านการรักษาพยาบาล

“เท่าที่เราทราบ เราเป็นรายแรกของโลกที่ทำการปลูกถ่าย 3D ทั้งหมดในโรงพยาบาล ซึ่งหมายความว่ารากฟันเทียมจะปรับให้เข้ากับผู้ป่วยได้ดีขึ้นตั้งแต่เริ่มต้น” Einar Heiberg Brandt วิศวกรการแพทย์ใน Clinical Physiology กล่าว ที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัย Skåne ประเทศสวีเดน "สิ่งนี้จะนำไปสู่การผ่าตัดเร็วขึ้นและภาวะแทรกซ้อนน้อยลง"

การพิมพ์ 3 มิติในโรงพยาบาลยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่แสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญาที่ดี ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเห็นด้วย แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติจะถูกนำมาใช้ในการดูแลสุขภาพมานานกว่าทศวรรษเพื่อผลิตไทเทเนียมและรากฟันเทียมสแตนเลส พลาสติก PEEK ยังขยายโอกาสสำหรับเทคโนโลยีที่จะย้ายออกจากพื้นที่การผลิตของผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์และไปสู่ห้องปฏิบัติการที่โรงพยาบาลและคลินิกทั่วโลก

ในความเป็นจริง สถานพยาบาลเป็นตลาดใหม่สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ภาคส่วนการดูแลสุขภาพของอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งรวมถึงทันตกรรมและเภสัชภัณฑ์ที่พิมพ์ 3 มิติ ปัจจุบันมีมูลค่าเกือบ 3 พันล้านดอลลาร์

การพิมพ์ 3 มิติที่โรงพยาบาล

สถาบันต่างๆ เช่น Mayo Clinic ใน Minn. และโรงพยาบาล VA ทั่วประเทศ มีห้องปฏิบัติการการพิมพ์ 3 มิติที่กว้างขวาง งานส่วนใหญ่เป็น 3D-printed เฉพาะคนไข้ แบบจำลองทางการแพทย์, เครื่องมือฝึกการผ่าตัด และเครื่องมือจัดฟันออร์โธปิดิกส์ อย่างไรก็ตาม ในอนาคตอันใกล้นี้ โรงพยาบาลเหล่านี้อาจเป็นการพิมพ์ 3 มิติเฉพาะผู้ป่วยใน PEEK สำหรับการผ่าตัดทุกประเภท

การใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติและเส้นใย PEEK มีประโยชน์มากมายสำหรับโรงพยาบาล ในขณะที่ยังคงมีอุปสรรคมากมาย เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบเดิมๆ เช่น การตัดเฉือนและการฉีดขึ้นรูป สามารถทำได้ที่จุดดูแล ซึ่งหมายถึงรากฟันเทียมที่เร็วขึ้น ต้นทุนที่ต่ำลง และการประสานงานที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้นระหว่างศัลยแพทย์และช่างเทคนิคที่ผลิตรากฟันเทียม

ด้วยการใช้ข้อมูลของผู้ป่วยจากการสแกนและการเอ็กซ์เรย์ โรงพยาบาลสามารถพิมพ์ 3 มิติของรากฟันเทียมแบบกำหนดเองที่พอดีกับพื้นที่ข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ

การศึกษาแสดงให้เห็นว่ารากฟันเทียมเฉพาะผู้ป่วยช่วยลดเวลาการผ่าตัด ลดความเสี่ยงในการติดเชื้อ ส่งผลให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น และลดระยะเวลาพักรักษาตัวในโรงพยาบาลได้อย่างมาก การพิมพ์ 3 มิติของรากฟันเทียมตามความจำเป็นยังช่วยให้โรงพยาบาลไม่ต้องมีสินค้าคงคลังของรากฟันเทียมราคาแพง

แม้ว่า ณ วันนี้ จะไม่มีการปลูกถ่าย PEEK แบบพิมพ์ 3 มิติที่ผลิตในโรงพยาบาลที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงได้ในไม่ช้า

บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติเยอรมันซึ่งเชี่ยวชาญด้านการปลูกถ่ายกะโหลกศีรษะ PEEK แบบพิมพ์ 3 มิติ คูโมวิสกล่าวว่ากำลังเสร็จสิ้นอุปสรรคสุดท้ายในกระบวนการอนุมัติของ FDA

Miriam Haerst ผู้ร่วมก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่บริหารร่วมของ Kumovis กล่าวว่า "มีความตื่นเต้นมากมายเกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติในสถานที่จริงและโครงการต่างๆ ที่ขับเคลื่อนการผลิต ณ จุดดูแลและแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้อย่างไร

ในรัฐเซาท์แคโรไลนา ระบบ 3Dซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ 3D ที่เก่าแก่และใหญ่ที่สุดในโลก เพิ่งประกาศแผนการเข้าซื้อกิจการ Kumovis เพื่อขยายธุรกิจจาก การปลูกถ่ายโลหะ เพื่อปลูกถ่าย PEEK ณ จุดดูแล

“ในขณะที่เทคโนโลยี [การพิมพ์ 3 มิติ] เป็นมิตรกับผู้ใช้มากขึ้นสำหรับบุคลากรทางการแพทย์ โรงพยาบาลจำนวนมากขึ้นจะสามารถใช้โซลูชั่นแบบ end-to-end สำหรับการผ่าตัดเฉพาะบุคคลได้” Gautam Gupta รองประธานและผู้จัดการทั่วไปของการปฏิบัติอุปกรณ์การแพทย์ระบบ 3D กล่าว “สิ่งนี้จะขัดขวางรูปแบบการรักษาพยาบาลที่มีอยู่ ปรับปรุงคุณภาพการดูแล และที่สำคัญ ช่วยชีวิตผู้คนได้มากขึ้น”

การเข้าซื้อกิจการของ Kumovis เข้ากันได้ดีกับธุรกิจด้านการดูแลสุขภาพของ 3D Systems ที่จัดตั้งขึ้น และเพิ่มจุดสนใจใหม่ในการกระจายอำนาจการผลิตรากฟันเทียมทางการแพทย์

Haerst กล่าวว่า "การย้ายการผลิตไปที่โรงพยาบาลจะเป็นตัวเปลี่ยนเกมเมื่อพูดถึงความพร้อมของรากฟันเทียม"

อย่างไรก็ตาม สำหรับโรงพยาบาลที่จะเป็นผู้ผลิตได้นั้น จำเป็นต้องมีเจ้าหน้าที่ด้านเทคนิคและวิศวกรรม กระบวนการด้านกฎระเบียบ พร้อมด้วยอุปกรณ์ Haerst กล่าวว่าสามารถจัดการได้ในสถานที่ตามข้อตกลงความร่วมมือโดยผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ในปัจจุบัน

PEEK Plastic vs. Titanium สำหรับรากฟันเทียม

PEEK ได้รับการอนุมัติจาก FDA ว่าเป็นวัสดุปลูกฝังมานานหลายปีเมื่อทำการกลึง แต่ยังไม่ใช่เมื่อพิมพ์ 3 มิติ แม้ว่า PEEK จะถูกใช้ในรากฟันเทียมจำนวนมากในตลาดในปัจจุบัน ตั้งแต่กรงกระดูกสันหลังไปจนถึงข้อต่อข้อเท้า แต่ PEEK ที่พิมพ์ 3 มิติยังคงต้องพิสูจน์ว่าอุปกรณ์รับน้ำหนักและการสึกหรอเหมือนกับ PEEK ที่ผ่านการขัดสีหรือขึ้นรูป

โดยรวมแล้ว วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพนี้มีข้อดีหลายประการเหนือสแตนเลสและไททาเนียม: มีน้ำหนักเบา ซึมผ่านอัลตราซาวนด์ และมองไม่เห็นในทางปฏิบัติด้วยการสแกน CT และ MRI ช่วยให้ตรวจสอบหลังการผ่าตัดได้ดียิ่งขึ้น

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ไททาเนียมที่พิมพ์ 3 มิติได้รับชื่อเสียงในด้านการรวมกระดูกที่ดีขึ้น และรากฟันเทียมข้อต่อและกระดูกสันหลังหลายพันชิ้นถูกพิมพ์ 3 มิติทุกปีโดยผู้ผลิตรายใหญ่ เช่น สไตรเกอร์ แต่ PEEK เปลี่ยนไปแล้ว Marc Knebel หัวหน้าฝ่ายระบบการแพทย์ของ .กล่าว อีโวนิกซึ่งผลิต PEEK สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ตลอดจนการฉีดขึ้นรูปและการกัด

"ทุกวันนี้ PEEK สามารถออกแบบด้วยสารเติมแต่งเพื่อให้ได้คุณสมบัติใหม่ๆ เช่น osteointegration ที่ดีขึ้น" Knebel กล่าว “เรากำลังทำงานร่วมกับโรงพยาบาลสองสามแห่งเกี่ยวกับ [3D Implants Implants] อยู่แล้ว คนแรกจะใช้งานได้ภายในห้าปีถัดไป”

ห้องปฏิบัติการการพิมพ์ 3 มิติที่ตั้งอยู่ถัดจากห้องผ่าตัดพร้อมที่จะผลิตรากฟันเทียมเฉพาะบุคคลซึ่งออกแบบจากข้อมูลผู้ป่วยในทันทีที่แจ้งให้ทราบล่วงหน้านั้นยังอีกยาวไกล ยังคงมีอุปสรรคด้านกฎระเบียบ การศึกษาทางคลินิกยังอยู่ในระหว่างดำเนินการ และการซื้ออินจากโรงพยาบาลจะใช้เวลา สิ่งที่เราเห็นในวันนี้คือนักประดิษฐ์เริ่มก้าวแรก