Трехмерное производство в ортопедической хирургии

В последнее время трехмерная (3-D) печать рассматривается как потенциальный инструмент, который можно использовать для изготовления индивидуальных ортопедических устройств, таких как имплантаты бедра.

Изготовление имплантатов

Если вам предстоит ортопедическая операция, вам может потребоваться установка имплантата для реконструкции, замены, пересадки или в качестве фиксатора для удержания структур на месте. Например, для коленного сустава можно использовать такие имплантаты, как наколенники из углеродного волокна, изготовленные по индивидуальному заказу.

Различные материалы имеют преимущества и недостатки с точки зрения долговечности, заживления и возможной необходимости доработки в будущем.

3-D печать

Основной характеристикой трехмерного производства является процесс аддитивного производства, в котором продукты создаются путем добавления материала слой за слоем для создания конечного продукта. Это отличается от процесса вычитания, при котором блоку материала придается желаемая форма. Аддитивное производство существует уже несколько лет и используется во многих отраслях, но для отрасли здравоохранения оно относительно ново.

Традиционно ортопедические имплантаты производятся нескольких типоразмеров. Например, если вам делают замену тазобедренного сустава, подобно тому, как вы ходите в обувной магазин и примеряете обувь разных размеров, ваш хирург-ортопед может предложить множество вариантов имплантатов бедра, предназначенных для большинства людей. Хотя эти имплантаты часто работают хорошо, количество размеров ограничено, а анатомия некоторых людей не соответствует определенному стандартному размеру.

В ортопедической хирургии трехмерная печать используется для различных целей.

Имплантаты для замены суставов: некоторые из этих имплантатов использовались в обычных хирургических процедурах, таких как операция по замене тазобедренного сустава и коленного сустава. Кроме того, спинальные имплантаты также были разработаны с помощью трехмерного аддитивного производства.

Инструменты для конкретного пациента: инструменты, которые ваш хирург использует во время операции, могут быть специально разработаны для оптимизации вашей процедуры.

Сложные имплантаты: нестандартные материалы могут использоваться для восстановления серьезных деформаций, для хирургии опухолей, а также в ситуациях, когда нет стандартных имплантатов для сложной реконструктивной хирургии.

Индивидуальные имплантаты

Возможно, вам будет интересно получить индивидуальный имплантат, если вы хотите убедиться, что имплант, используемый во время операции, идеально подходит по размеру для вашего тела. Но индивидуальные замены суставов, когда имплантаты разрабатываются специально для конкретного пациента, доступны, но обычно не нужны и в настоящее время не являются стандартной хирургической процедурой.

В настоящее время для хирургов не принято имплантировать замену сустава по индивидуальному заказу. Обычно, когда люди говорят о нестандартных имплантатах, им вставляют стандартный имплант, а индивидуальный крой разрабатывается для их конкретной анатомии.

Потенциальным преимуществом настоящего индивидуального имплантата, в котором имплантированный протез специально разработан для конкретного пациента, является способность воспроизводить нормальную механику сустава. Бывают обстоятельства, когда имплантат стандартного размера может быть слишком длинным, слишком коротким, слишком широким или слишком узким. В большинстве случаев ваш хирург может компенсировать небольшие отклонения, но есть некоторые ситуации, когда у человека необычная анатомия, и может быть трудно приспособиться к стандартным имплантатам. Индивидуальный дизайн имплантата может позволить вашему хирургу лучше контролировать эти переменные.

Прилипание к кости

Другой аспект аддитивного производства - это возможность создать имплант, который будет хорошо прилегать к окружающей кости.

Есть разные способы крепления имплантата к кости. Винты и проволока обычно используются для удержания заживающих переломов на месте, когда имплантату нужно только прослужить до тех пор, пока перелом не заживет. Также можно использовать костный цемент. но со временем материал может отслоиться.

Один из лучших способов прикрепить имплантат к кости - это использовать имплантаты с пористым покрытием, в которое кость может со временем врастать.

Имплантаты с пористым покрытием часто используются в хирургии замены суставов, но не все имплантаты могут быть легко сконструированы с пористым покрытием. Преимущество трехмерной печати состоит в том, что она делает более возможным процесс нанесения пористого покрытия на широкий спектр геометрических поверхностей.

Слово от Verywell

Будущее ортопедической хирургии, несомненно, будет сильно отличаться от того, как это делается сегодня. Трехмерная печать - это технология, которая используется для создания индивидуальных ортопедических имплантатов, которые используются для сложных реконструктивных операций. Со временем использование трехмерной печати может стать более распространенным явлением и может более широко использоваться для стандартных ортопедических хирургических процедур.