Katmanlı Üretim Sağlık Hizmetleri Teşhis Teknolojisini Geliştirebilir mi?

Katmanlı üretim, birçok endüstrideki çeşitli uygulamalarıyla, uçuş motorları için yakıt nozullarının oluşturulmasından gaz türbinleri için brülör kafalarının onarılmasına kadar uzanır. Dayanıklılığı, hafif özellikleri, geometrik optimizasyon yetenekleri ve azaltılmış onarım süresinin yanı sıra diğer rekabet avantajlarıyla ünlüdür.

Sağlık hizmetlerinde önemli bir varlık kazanmıştır. Özellikle, eklemeli imalatın geçmişi veya 3D baskıonlarca yıldır tıp bilimleriyle iç içe olmuştur.

Ancak sağlık hizmetleri teşhis teknolojisinde katmanlı üretimin potansiyelini daha derinlemesine incelemeden önce, katmanlı üretime kısa bir genel bakış yapalım. Tanımını inceleyeceğiz ve tıp bilimlerinin evrimindeki kritik rolünü anlayacağız.

Eklemeli İmalat ve Tıp Bilimlerindeki Tarihçesi

Daha önce Amerikan Test ve Malzeme Derneği olarak bilinen ASTM Topluluğu, eklemeli imalatı "çıkarıcı üretim metodolojilerinin aksine, genellikle katman katman 3 boyutlu model verilerinden nesneler oluşturmak için malzemeleri birleştirme süreci" olarak tanımlıyor.

Tıp bilimleri alanı 3'ların sonu ve 1990'lerin başından beri 2000D baskıdan yararlanıyor. Diş implantları ve özel protezlerin üretilmesine yardımcı oldu. Bunlar hastaya özel kişiselleştirme gerektiren ve büyük adetlerde üretilemeyen ürünlerdi. 3D baskı bu kriterlerin karşılanmasına yardımcı oldu.

3D baskı aynı zamanda ortopedi cerrahlarının hastanın fizyolojik özelliklerini özel olarak eşleştiren ve taklit eden bir yapı oluşturmasına yardımcı olarak ortopedi alanına da yardımcı oldu. Daha önce bu tür hastaların 'herkese uyan tek beden' implantlardan memnun olmaktan başka seçeneği yoktu. İmplantlardan protezlere kadar 3D baskının attığı bir sonraki adım, organik mimetik cihazlara yönelikti.

2000'li yılların başında, Boston Çocuk Hastanesi'nin araştırma ekibi, kollajen ve sentetik polimerden yedek mesanelerin elle yapımını kolaylaştıran bir inşaat yöntemi olan 'iskele'yi kullandı. Ancak bu yöntem zaman alıcıydı ve tekrarlanması kolay değildi. Bu aynı zamanda organ yapımına yönelik pahalı bir yaklaşımdı. Ancak sonunda bu sorunun çözülmesine yardımcı olmak için katmanlı üretim sahneye çıktı.

Wake Forest Rejeneratif Tıp Enstitüsü araştırmacıları, sonunda klinik deneyler için organ ve dokuları tutarlı bir şekilde basabilen makineler geliştirdiler. Bu ilerlemenin ardından, başka bir grup Brezilyalı araştırmacı, organoidleri başarılı bir şekilde biyobaskılayarak ilerlemeyi daha da ilerletti. Bu organoidler, protein oluşturmak, vitamin depolamak ve safrayı salgılamak da dahil olmak üzere insan karaciğerinin tüm işlevlerini yerine getirebiliyordu. Ancak bu minyatür karaciğerler, gerçek insan karaciğerlerinin yerine nakledilenler olarak henüz uygun değildi.

Bu noktada, eklemeli üretim veya 3 boyutlu baskı, uygulamalı tıp bilimleri alanında değer bulmaya devam ederken, uygulaması büyük ölçüde klinik deneyler ve laboratuvar tabanlı testlerle sınırlı kaldı.

Doğal olarak, dünya çapında önemli bir pazar büyüklüğüne sahip olan sağlık hizmetleri teşhis teknolojisini geliştirmek için katmanlı üretimden yararlanmak, araştırmacıların ve doktorların aklına geldi.

En iyi 3D biyobaskı stoklarının listesi için buraya tıklayın.

Küresel Sağlık Hizmetleri Teşhis Teknolojisi Pazarı

Sağlık hizmetleri teşhis teknolojisi pazarı genişleme modundadır. Bu büyüme son dönemdeki gelişmelerle de vurgulanıyor. araştırma ve anket Deloitte tarafından gerçekleştirilen araştırma, 2018'den 2022'ye kadar çeşitli amaçlarla teşhis teknolojisini kullanan ABD'li sağlık hizmeti tüketicilerinin sayısında önemli bir artış olduğunu ortaya koyuyor.

Spesifik olarak, fitness ve sağlığı iyileştirme hedeflerini ölçmek için giyilebilir cihazlar, uygulamalar, dijital asistanlar ve akıllı cihazlar kullanan tüketicilerin yüzdesi 42'de %2018'den 49'de %2022'a yükseldi. Ayrıca, sağlık sorunlarını izlemek için bu teknolojileri kullanan kişilerin oranı da arttı. 27'deki %2018 seviyesinden 34'de %2022'e yükseldi.

Yalnızca benimseme sayıları hızla artmakla kalmadı, aynı zamanda Sağlık Hizmeti Teşhis Teknolojisi tüketiciler arasında memnuniyet düzeylerinde de önemli ölçüde iyileşme gördü. Bu cihazları kullananların %78'i davranışları üzerinde olumlu bir etki fark etti. Genel olarak tüketicilerin %85'i sağlıklarını ve sağlık risklerini değerlendirmek için teşhis testlerini kullanma konusunda rahat olduklarını ifade etti.

Artan müşteri memnuniyeti düzeylerinin sonucu, yatırımcıların ve sektörün sağlık hizmetleri teşhis teknolojisine olan ilgisini olumlu yönde etkiledi. 2021'in ilk yarısında, yatırımcılar 15 dijital sağlık hizmeti anlaşmasına yaklaşık 372 milyar ABD doları aktardı; bu rakam, sayıların 100'den az işlemle sınırlı olduğu ve yatırımların yalnızca 1.1 milyar ABD doları ile sınırlı olduğu on yıl öncesine kıyasla önemli bir artış.

Sağlık hizmetleri teşhis teknolojisine yönelik bu olumlu endüstri ilgisinin bir yansıması olarak, katmanlı üretim uygulamaları alt segmentinde de dikkate değer ilerlemeler görüldü. Bunun en önemli örneği, McGill Üniversitesi araştırmacıları tarafından yerinde 3D baskılı testlerin geliştirilmesidir.

Çip Üzerinde Laboratuvar: Sağlık Hizmetleri Teşhis Teknolojisinde 3D Baskılı Bir Atılım

McGill Üniversitesi araştırmacıları oyunun kurallarını değiştirebilecek bir 'çip üzerinde laboratuvar' teşhis teknolojisi icat etti. Çip, 3D baskıyla 30 dakika içinde üretilebiliyor.

McGill Biyomedikal Mühendisliği Bölüm Başkanı ve çalışmanın kıdemli yazarı Profesör David Juncker, teknolojinin "bireylerin, araştırmacıların ve endüstrilerin yeni olasılıkları ve uygulamaları daha uygun maliyetli ve kullanıcı dostu bir şekilde keşfetmesine yardımcı olacağını" söyledi. ”

Uygulanan formundaki yenilik, sağlık profesyonellerini "tam bakım noktasında özel ihtiyaçlar için özel çözümler oluşturma" kapsamı ve yeteneği ile donatarak teşhis testlerinin ölçeğinin büyütülmesine ve hızlandırılmasına yardımcı olabilir.

Çip Üzerinde Laboratuvar Nasıl Çalışır?

Araştırmacılar minyatür laboratuvar işlevi görme potansiyeline sahip kılcal çipler geliştirdiler. Bilgisayar mikroişlemcilerinden farklı olarak bu kılcal çipler tek kullanımlıktır ve harici bir güç kaynağı olmadan çalışır. İşlem, kağıt havluların mutfak masasına dökülen sıvıları emmesine benzer şekilde, kılcal etkiyi kullanan basit bir kağıt şeritle kolaylaştırılıyor.

Bu yöntemde geleneksel teşhislerde olduğu gibi çevre birimlerine ihtiyaç duyulmaz. Bu yöntemde kullanılan kılcal çipler 3D yazdırılabilir ve COVID-19 antikor ölçümü de dahil olmak üzere bir dizi test için kullanılabilir.

Uygun Maliyetli Hastalık Tespit Yöntemleri için 3D Baskı

MIT araştırmacıları başka bir katmanlı üretim veya 3D baskı odaklı çözüm Ucuz ve doğru hastalık tespit araçları oluşturmak. Bu durumda araştırmacılar, kendi kendine ısınan mikroakışkan cihazlar üretmek için 3D baskıdan yararlanıyor.

Mikroakışkanlar, sıvıları manipüle edebilen ve kimyasal reaksiyonları kolaylaştırabilen minyatür makinelerin kullanımını ifade eder. Teknoloji, çok küçük kan veya sıvı numunelerindeki hastalıkları tespit edebildiği için potansiyel bir oyun değiştirici olarak görülüyor.

Mikroakışkanlar halihazırda teşhis alanında kullanılıyor. Ancak çoğu zaman karmaşık ve pahalı bir imalat süreci gerektirirler ve bunun ölçeğinin büyütülmesi zordur.

MIT ekibinin çözümü, kendi kendine ısınan mikroakışkan cihazlar oluşturmak için çok malzemeli 3D baskıyı kullanıyor. Bu cihazlar dahili ısıtma elemanlarıyla birlikte gelir.

İşlem, tek ve ucuz bir üretim işlemi gerektirir. Ve teknoloji, kolayca kullanılabilen bir mikroakışkan oluşturmak için yalnızca yaklaşık 2 ABD Doları değerinde malzeme gerektiren düşük maliyetli üretim süreciyle son derece özelleştirilebilir.

Bu alanda devam eden araştırmalarla birçok şirket, katmanlı üretimi laboratuvarların kapsamının ötesine taşımaya ve onu geniş ölçekli kullanıma uygun hale getirmeye karar verdi. Şimdi bu tür şirketlerden bazılarına ve çözümlerine bakacağız.

1. Alevi

3 boyutlu doku mühendisliği, çip üzerinde organ araştırması, ilaç testi, biyomateryal geliştirme ve rejeneratif tıp alanındaki biyobaskı çözümleriyle tanınan Allevi, dünya çapında yüzlerce laboratuvara hizmet verdiğini iddia ediyor. Bunun ötesinde, sağlık ve teşhis alanını geliştiren kapsamlı bir katmanlı imalat ürünleri yelpazesi de sunmaktadır. Ürün yelpazesinde biyobaskı yazılımı, biyomürekkepler, katkı maddeleri, hücreler, reaktifler ve sarf malzemeleri yer almaktadır.

Özellikle Allevi teknolojik açıdan en gelişmiş biyoyazıcılardan bazılarını üretiyor. Allevi 3 biyoyazıcıları, doku mühendisliği, malzeme bilimi, rejeneratif tıp, hastalık modelleme, 3 boyutlu kültür, mikrofizyolojik sistemler, ilaç dağıtımı ve daha fazlası gibi çeşitli alanlardaki araştırmalar için özel olarak tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Ayrıca şirket, hücresiz iskeleler, çip üzerinde organ, damar baskıları ve çok malzemeli baskılar dahil olmak üzere çeşitli projeler için özel biyobaskılar gibi hizmetler de sağlıyor.

Allevi artık 3D Systems Corporation'ın (NYSE:DDD) bir parçası. Şirket, 2022 yılında rapor tüm yıl geliri 538,031,000 $ oldu; bu, 12.6'deki 2021 $'lık gelirden %615,639,000 düşüşe işaret ediyor. Ek olarak, 122,711,000 $ net zarar kaydetti; bu, 0.96 yılı için hisse başına seyreltilmiş 0.23 $ zarar ve hisse başına 2022 $ seyreltilmiş GAAP dışı zarar anlamına geliyor.

2. EOS

EOS, tıbbi teknolojiye yönelik hem özelleştirilmiş hem de optimize edilmiş üretim paradigmalarına hitap eden geniş bir yelpazede 3D baskı çözümleri sunuyor. Şirketin ortez ve protezlere yönelik endüstriyel 3D baskı çözümleri, üreticilerin bireysel tasarım özgürlüğünü korurken ve maliyetleri yönetirken katı kalite ve sertifikasyon kurallarına bağlı kalmasına olanak tanıyor.

Diş teknolojisi alanında EOS'un 3D baskı çözümleri, laboratuvarlara ve hizmet sağlayıcılara sürekli olarak yüksek kaliteli ürünler sunma konusunda yardımcı olur. Ek olarak, EOS 3D baskı teknolojisi çok çeşitli yüzey yapıları oluşturma konusunda ustadır. Bu yetenek, canlı kemik dokusu ile kemik implantlarının yüzeyi arasındaki entegrasyonu kolaylaştırarak osseointegrasyon gibi işlemler için özellikle faydalıdır. EOS'un 3D baskı teknolojisi aynı zamanda laboratuvar ekipmanı ve tanısal görüntüleme aparatlarının bileşenlerinin optimize edilmesinde de önemli bir rol oynuyor.

Montaj maliyetlerini azaltmaya yardımcı olan aletsiz üretimle servis sağlayıcılara fayda sağlar. Çözümler esnek tasarım ve işlevsel entegrasyon özellikleriyle birlikte gelir. Üstelik EOS 3D baskı teknolojisi aynı zamanda geliştirme döngülerini hızlandırıyor ve pazara sunma süresini kısaltıyor.

Transworld Systems, EOS'u satın aldı Merkezi Wilmington, Delaware, Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan özel bir şirket olan Aralık 2021'de açıklanmayan bir miktar için.

3. GE katkı maddeleri 

GE Additive, ürün bazlı çözümler ve 3D baskı makineleriyle tıp bilimleri alanında katmanlı üretimin uygulanmasına yardımcı oluyor. Asetabular kaplara yönelik EBM işlemi, geleneksel kaplamaları 3 boyutlu kafes yapılarıyla değiştirerek ilk fiksasyonu iyileştirir ve daha hızlı füzyona ve kemik büyümesine olanak tanır.

Kafes yapıları, 650 mikronluk klinik olarak optimize edilmiş gözenek boyutu için tasarlanmıştır. GE katkı maddeleri ayrıca, yüksek küresellik, düşük gözeneklilik, minimum uydu içeriği ve sınıfının en iyisi akışkanlık ve paketleme yoğunluğuna sahip ortopedi endüstrisi için sertifikalı, yüksek performanslı tozlar yaratır.

GE ayrıca tedarik ediyor katmanlı imalat makineleri. Arcam EBM Q10 plus, ortopedik implantların seri üretimi için optimize edilmiştir. Concept Laser M2 Series 5, tutarlılığın korunmasına ve uygun ölçekte tekrarlanabilir, yüksek kaliteli parçalar üretilmesine yardımcı olur. Concept Laser Mlab cihaz ailesi, yüksek yüzey kalitesine sahip parçaların hızlı ve verimli üretimi için uygundur.

GE, 3'ün 2023. çeyreği için şu kadar gelir bildirdi: US $ 17.3 milyar.

Sağlık Hizmeti Teşhislerinde Eklemeli Üretimin Geleceği

Dünyanın her yerindeki en iyi üniversitelerden araştırmacıların katmanlı üretim yenilikleri üzerinde çalıştıklarını zaten gördük. Bu yenilikler kesinlikle sağlık hizmetleri teşhislerini daha erişilebilir, daha az çevresel ve sarf malzemesi yoğunluklu, hızlı ve kolay dağıtılabilir hale getirecek. Yukarıda bahsettiğimiz şirketlerin dışında pek çok yenilikçi kuruluş, sağlık teknolojisi ve tıp teknolojisi alanlarında 3D baskı çözümlerinin ölçeğini büyütmek için çalışıyor.

Örneğin Belçika merkezli 3D baskı firması Materyalleştir araştırmacılar ve cerrahlar için 3 boyutlu baskı yazılımı, kişiselleştirilmiş cerrahi kılavuzlar ve diğer bakım noktası araçları sunar. Aynı zamanda omuz, asetabular kalça ve kranio-maksillofasiyal implantlar dahil olmak üzere kişiselleştirilebilir ortopedi çözümleri de satmaktadır.

Minnesota merkezli Stratejiler cerrahi planlama modelleri, sağlık profesyonellerinin eğitim ve öğretimi, tıbbi cihaz prototipleme ve diş implantları için 3D baskı yetenekleri sunar.

Araştırmacılar, bilimsel kurumlar, doktorlar, cerrahlar ve üretim şirketleri arasındaki sinerjik işbirliği, sağlık hizmetleri teşhislerinin yararı için katmanlı üretim veya 3D baskının daha da geliştirilmesine yardımcı olacaktır.

Dikkat edilmesi gereken ilk on katmanlı imalat ve 3D baskı stokunun listesi için buraya tıklayın.