ייצור תוספות
האם ייצור תוסף יכול לשפר את טכנולוגיית האבחון של שירותי הבריאות?
Securities.io מקפיד על סטנדרטים מחמירים של עריכה ועשוי לקבל פיצוי מקישורים שנבדקו. איננו יועצי השקעות רשומים וזה אינו ייעוץ השקעות. אנא עיינו באתר שלנו גילוי נאות.
ייצור תוסף, עם היישומים המגוונים שלו בתעשיות מרובות, נע מיצירת חרירי דלק למנועי טיסה ועד לתיקון ראשי מבערים לטורבינות גז. הוא ידוע בזכות העמידות שלו, תכונות קלות המשקל שלו, יכולות אופטימיזציה גיאומטרית וזמן תיקון מופחת, יחד עם יתרונות תחרותיים אחרים.
בתחום הבריאות, הוא ביסס נוכחות משמעותית. במיוחד, ההיסטוריה של ייצור תוסף, או הדפסת 3D, שזורה במדעי הרפואה במשך עשורים רבים.
אבל לפני שנעמיק בפוטנציאל של ייצור תוסף בטכנולוגיית אבחון שירותי בריאות, בואו נקבל תחילה סקירה קצרה של ייצור תוסף. נחקור את הגדרתו ונבין את תפקידו הקריטי באבולוציה של מדעי הרפואה.
ייצור תוסף ותולדותיו במדעי הרפואה
אגודת ASTM, הידועה קודם לכן בשם האגודה האמריקנית לבדיקות וחומרים, מגדירה ייצור תוסף כ"תהליך של חיבור חומרים ליצירת אובייקטים מנתוני מודל תלת מימד, בדרך כלל שכבה על שכבה, בניגוד למתודולוגיות ייצור חיסורות".
תחום מדעי הרפואה ממנף הדפסת תלת מימד מאז סוף שנות ה-3 ותחילת שנות ה-1990. זה עזר לייצר שתלים דנטליים ותותבות מותאמות אישית. אלו היו מוצרים שדרשו התאמה אישית למטופל ולא ניתן היה לייצר אותם בהיקפים גדולים. הדפסת תלת מימד עזרה לעמוד בקריטריונים אלה.
הדפסת תלת מימד סייעה גם לתחום האורטופדיה בכך שסייעה למנתחים אורטופדים ליצור מבנה שתואם במיוחד ומדמה את התכונות הפיזיולוגיות של המטופל. מוקדם יותר, למטופלים כאלה לא היו אפשרויות אחרות מאשר להרגיש מרוצה עם שתלים של 'גודל אחד מתאים לכולם'. מהשתלים ותותבות, השלב הבא שהדפסה תלת-ממדית היה מכוון למכשירים מימטיים אורגניים.
בתחילת שנות ה-2000, צוות החוקרים של בית החולים לילדים בבוסטון מינף 'פיגומים', שיטת בנייה שהקלה על בנייה ידנית של שלפוחיות חלופיות מקולגן ופולימר סינתטי. עם זאת, שיטה זו ארכה זמן ולא ניתן לשחזר בקלות. זו הייתה גם גישה יקרה לבניית עוגבים. אבל לבסוף, ייצור תוסף הגיע למקום כדי לעזור לפתור בעיה זו.
חוקרי מכון ווייק פורסט לרפואה רגנרטיבית פיתחו בסופו של דבר מכונות המסוגלות להדפיס באופן עקבי איברים ורקמות לניסויים קליניים. בעקבות התקדמות זו, קבוצה נוספת של חוקרים ברזילאים קידמה את ההתקדמות על ידי הדפסה ביולוגית מוצלחת של אורגנואידים. האורגנואידים הללו היו מסוגלים לבצע את כל הפונקציות של הכבד האנושי, כולל בניית חלבונים, אחסון ויטמינים והפרשת מרה. עם זאת, כבדים מיניאטוריים אלה עדיין לא היו ברי קיימא כתחליפים מושתלים לכבדים אנושיים בפועל.
בשלב זה, בעוד שייצור תוסף או הדפסת תלת מימד המשיכו למצוא ערך בתחום מדעי הרפואה היישומיים, היישום שלו נותר מוגבל בעיקר לניסויים קליניים ולבדיקות מעבדה.
באופן טבעי, עלה בראשם של החוקרים והרופאים המעורבים למנף את הייצור התוסף בשיפור טכנולוגיית האבחון של שירותי הבריאות, שגודלה שוק משמעותי ברחבי העולם.
לחץ כאן לרשימת המניות הטובות ביותר להדפסה ביולוגית בתלת מימד.
השוק העולמי של טכנולוגיית אבחון שירותי בריאות
שוק הטכנולוגיה לאבחון שירותי בריאות נמצא במצב התרחבות. צמיחה זו מודגשת על ידי לאחרונה מחקר וסקר שבוצעה על ידי Deloitte, וחשפה עלייה משמעותית במספר צרכני שירותי הבריאות בארה"ב המשתמשים בטכנולוגיית אבחון למגוון מטרות מ-2018 עד 2022.
באופן ספציפי, אחוז הצרכנים המעסיקים מכשירים לבישים, אפליקציות, עוזרים דיגיטליים ומכשירים חכמים למדידת יעדי כושר ושיפור בריאות קפץ מ-42% ב-2018 ל-49% ב-2022. בנוסף, שיעור האנשים המשתמשים בטכנולוגיות אלו כדי לנטר בעיות בריאותיות גם עלתה, נעה מ-27% ב-2018 ל-34% ב-2022.
לא רק שמספרי האימוץ עלו, אלא שטכנולוגיית אבחון הבריאות ראתה גם שיפור משמעותי ברמות שביעות הרצון בקרב הצרכנים. מבין המשתמשים במכשירים אלה, 78% זיהו השפעה חיובית על התנהגותם. בסך הכל, 85% מהצרכנים הביעו נחמה בשימוש בבדיקות אבחון כדי להעריך את הסיכונים הבריאותיים והבריאותיים שלהם.
התוצאה של שיפור ברמות שביעות רצון הלקוחות השפיעה לטובה על התעניינות המשקיעים והתעשייה בטכנולוגיית אבחון שירותי בריאות. במחצית הראשונה של 2021, משקיעים הזריקו כמעט 15 מיליארד דולר ל-372 עסקאות בריאות דיגיטליות, עלייה משמעותית בהשוואה לפני עשור, כאשר המספרים הוגבלו לפחות מ-100 עסקאות ורק 1.1 מיליארד דולר בהשקעות.
בהד העניין החיובי הזה בתעשייה בטכנולוגיית אבחון בריאות, תת-הקטע של יישומי ייצור תוספים ראה גם התקדמות בולטת. דוגמה מצוינת לכך היא פיתוח של בדיקות מודפסות בתלת-ממד על-ידי חוקרי אוניברסיטת מקגיל.
Lab-on-a-Chip: פריצת דרך מודפסת בתלת מימד בטכנולוגיית אבחון שירותי בריאות
חוקרים מאוניברסיטת מקגיל המציאו טכנולוגיית אבחון 'מעבדה על שבב' שיכולה לשנות את המשחק. ניתן לייצר את השבב באמצעות הדפסת תלת מימד תוך 3 דקות.
פרופסור דיוויד יונקר, יו"ר המחלקה להנדסה ביו-רפואית ב-McGill ומחבר בכיר של המחקר, אמר כי הטכנולוגיה תסייע ל"פרטים, חוקרים ותעשיות לחקור אפשרויות ויישומים חדשים בצורה חסכונית וידידותית יותר למשתמש. ”
החידוש בצורתו היישומית יכולה לעזור להגדיל ולזרז בדיקות אבחון על ידי ציוד לאנשי מקצוע בתחום הבריאות בהיקף וביכולת "ליצור פתרונות מותאמים לצרכים ספציפיים ממש בנקודת הטיפול".
איך עובד Lab-on-a-Chip?
החוקרים פיתחו שבבים נימיים בעלי פוטנציאל לתפקד כמעבדות מיניאטוריות. בניגוד למיקרו-מעבדים של מחשבים, שבבים נימיים אלו הם חד-פעמיים ופועלים ללא מקור מתח חיצוני. התהליך מקל על ידי רצועת נייר פשוטה המשתמשת בפעולה נימית, בדומה לאופן שבו מגבות נייר סופגות שפיכות נוזלים על שולחן מטבח.
בשיטה זו אין צורך בציוד היקפי, כפי שקורה באבחון מסורתי. השבבים הנימים המשמשים בשיטה זו ניתנים להדפסה בתלת-ממד וניתן להשתמש בהם עבור מגוון בדיקות, כולל כימות נוגדנים ל-COVID-3.
הדפסת תלת מימד לשיטות זיהוי מחלות חסכוניות
חוקרי MIT הגיעו עם ייצור תוסף אחר או פתרון מבוסס הדפסת תלת מימד ליצור כלים זולים ומדויקים לאיתור מחלות. החוקרים, במקרה זה, ממנפים הדפסת תלת מימד כדי לייצר מכשירים מיקרו-נוזליים המחממים עצמיים.
מיקרופלואידיקה מתייחסת לשימוש במכונות מיניאטוריות שיכולות לתמרן נוזלים ולהקל על תגובות כימיות. הטכנולוגיה נתפסת כמחליפה פוטנציאלית מכיוון שהיא יכולה לזהות מחלות בדגימות זעירות של דם או נוזלים.
Microfluidics כבר בשימוש בתחום האבחון. עם זאת, לעתים קרובות הם דורשים תהליך ייצור מסובך ויקר, שקשה להגדיל אותו.
הפתרון של צוות MIT עושה שימוש בהדפסת תלת מימד מרובת חומרים ליצירת התקנים מיקרו-נוזליים המחממים עצמיים. מכשירים אלה מגיעים עם גופי חימום מובנים.
התהליך דורש תהליך ייצור יחיד וזול. והטכנולוגיה ניתנת להתאמה אישית מאוד עם תהליך הייצור הזול שדורש חומרים בשווי של כ-2 דולר ארה"ב בלבד כדי להמציא מיקרו-נוזל שניתן להשתמש בו בקלות.
עם מחקר מתמשך בתחום זה, חברות רבות החליטו לקחת את הייצור התוסף מעבר להיקף המעבדות ולהפוך אותו לשימוש בקנה מידה גדול. כעת נבחן כמה חברות כאלה והפתרונות שלהן.
1. אלווי
Allevi, חברה הידועה בפתרונות ההדפסה הביולוגית שלה בהנדסת רקמות תלת מימדית, מחקר איברים על שבב, בדיקות תרופות, פיתוח ביולוגי ורפואה רגנרטיבית, טוענת לשרת מאות מעבדות ברחבי העולם. מעבר לכך, הוא מציע גם מגוון מקיף של מוצרי ייצור תוספים, המשפרים את תחום הבריאות והאבחון. מערך המוצרים שלה כולל תוכנת הדפסה ביולוגית, ביו-דיו, תוספים, תאים, ריאגנטים וחומרים מתכלים.
יש לציין כי Allevi מייצרת כמה מהמדפסות הביולוגיות המתקדמות ביותר מבחינה טכנולוגית. המדפסות הביולוגיות של Allevi 3 תוכננו במיוחד ומותאמות למחקר בתחומים מגוונים כגון הנדסת רקמות, מדעי החומרים, רפואה רגנרטיבית, מודלים של מחלות, תרבית תלת מימד, מערכות מיקרופיזיולוגיות, אספקת תרופות ועוד. בנוסף, החברה מספקת שירותים כמו הדפסות ביולוגיות מותאמות אישית עבור פרויקטים שונים, לרבות פיגומים ללא תאים, איבר על שבב, הדפסות כלי דם והדפסות ריבוי חומרים.
תאגיד מערכות 3D (DDD +% 5.52)
Allevi הוא כעת חלק מחברת 3D Systems Corporation (סימול:DDD). בשנת 2022, החברה דיווח הכנסה לשנה כולה של $538,031,000, מסמנת ירידה של 12.6% מההכנסות של 2021 של $615,639,000. בנוסף, היא רשמה הפסד נקי של 122,711,000 דולר, המתורגם להפסד מדולל למניה של 0.96 דולר והפסד ללא GAAP מדולל למניה של 0.23 דולר לשנת 2022.
2. EOS
EOS מספקת מגוון רחב של פתרונות הדפסה תלת מימדיים לטכנולוגיה רפואית, הנותנים מענה לפרדיגמות ייצור מותאמות אישית וגם אופטימליות. פתרונות ההדפסה התלת מימדית התעשייתית של החברה לאורתוזות ותותבות מאפשרים ליצרנים לעמוד בהנחיות האיכות וההסמכה המחמירות תוך שמירה על חופש עיצוב אינדיבידואלי וניהול עלויות.
בתחום הטכנולוגיה הדנטלית, פתרונות ההדפסה התלת מימדית של EOS מסייעים למעבדות ולספקי שירותים באספקת מוצרים באיכות גבוהה באופן עקבי. בנוסף, טכנולוגיית ההדפסה התלת-ממדית של EOS מיומנת ביצירת מערך מגוון של מבני שטח. יכולת זו מועילה במיוחד לתהליכים כמו אוסאואינטגרציה, מקלה על האינטגרציה בין רקמת עצם חיה לבין פני השטח של שתלי עצם. טכנולוגיית ההדפסה התלת מימדית של EOS ממלאת גם תפקיד מכריע באופטימיזציה של רכיבים עבור ציוד מעבדה ומנגנון הדמיה אבחון.
זה מועיל לספקי שירותים עם ייצור ללא כלים שעוזר להפחית את עלויות ההרכבה. הפתרונות מגיעים עם עיצוב גמיש ומאפייני אינטגרציה פונקציונליים. יתרה מכך, טכנולוגיית הדפסת EOS 3D גם מאיצה את מחזורי הפיתוח ומפחיתה את תקופת היציאה לשוק.
Transworld Systems רכשה את EOS עבור סכום לא ידוע בדצמבר 2021, שהיא חברה בבעלות פרטית שבסיסה מווילמינגטון, דלאוור, ארצות הברית.
3. תוסף GE
GE Additive עוזר ליישם ייצור תוסף בתחום מדעי הרפואה עם פתרונות מבוססי מוצרים ומכונות הדפסה תלת מימדיות. תהליך ה-EBM שלו עבור כוסות אצטבולריות מחליף ציפויים מסורתיים במבני סריג תלת מימדיים, משפר את הקיבוע הראשוני ומאפשר איחוי מהיר יותר וצמיחת עצם.
מבני הסריג שלו מתוכננים לגודל נקבוביות אופטימלי קליני של 650 מיקרון. תוספים של GE יוצרים גם אבקות מוסמכות בעלות ביצועים גבוהים לתעשיית האורטופדיה עם כדוריות גבוהה, נקבוביות נמוכות, תכולת לוויין מינימלית ויכולת זרימה וצפיפות אריזה מהטובות בכיתה.
GE מספקת גם מכונות ייצור תוספים. Arcam EBM Q10 plus שלו מותאם לייצור סדרתי של שתלים אורטופדיים. ה-Concept Laser M2 Series 5 שלו עוזר לשמור על עקביות ולייצר חלקים ניתנים לחזרה ואיכות גבוהה בקנה מידה. משפחת המכשירים שלה Concept Laser Mlab מתאימה לייצור מהיר ויעיל של חלקים באיכות משטח גבוהה.
GE Aerospace (GE -2.22%)
ברבעון השלישי של 3, GE דיווחה על הכנסות של US $ 17.3 מיליארד דולר.
העתיד של ייצור תוסף באבחון שירותי בריאות
כבר ראינו חוקרים מהאוניברסיטאות המובילות ברחבי העולם עובדים על חידושי ייצור תוספים. חידושים אלה בהחלט יהפכו את אבחון שירותי הבריאות לנגיש יותר, פחות היקפי ועתיר חומרים מתכלים, מהיר וקל לפריסה. מלבד החברות שכבר הזכרנו לעיל, ארגונים חדשניים רבים אחרים פועלים להגדלת פתרונות ההדפסה בתלת מימד בתחום הבריאות והרפואה.
למשל, חברת הדפסת תלת מימד מבלגיה לְהִתְגַשֵׁם מציעה תוכנת הדפסה תלת מימדית לחוקרים ולמנתחים, מדריכים כירורגיים מותאמים אישית וכלים נקודתיים אחרים. כמו כן, היא מוכרת פתרונות אורטופדיים הניתנים להתאמה אישית, כולל שתלי כתף, ירך אצטבולרי, ושתל גולגולת-לסת.
מבוסס על מינסוטה סטרטסי מציעה יכולות הדפסה תלת מימדית עבור מודלים של תכנון כירורגי, הכשרה וחינוך של אנשי מקצוע בתחום הבריאות, אב טיפוס של מכשור רפואי והשתלות שיניים.
שיתוף פעולה סינרגטי בין חוקרים, מוסדות מדעיים, רופאים, מנתחים וחברות ייצור יעזור למנף עוד יותר את הייצור המוסף או הדפסת תלת מימד לטובת אבחון שירותי בריאות.
לחץ כאן לרשימה של עשרת המניות המובילות של ייצור תוסף ודפוס תלת מימד שכדאי להיזהר מהם.
