Доклад на Allied Market Research прогнозира, че индустрията на ортопедичните изделия ще нарасне от 3 130 милиона долара през 2013 г. до 4 658 милиона долара през 2023 г. Той също така прогнозира, че най-голямата заплаха за този растеж не е външна. Вместо това обяснява, че „високата цена на персонализираните ортопедични устройства се очаква да ограничи растежа на пазара“.
Въпреки това, след публикуването на доклада, 3D принтирането се вмъкна още повече в индустрията за ортопедични изделия по поръчка. Резултатът: по-евтини, по-бързи и в някои случаи по-ефективни ортопедични лечения.
И така, имайки това предвид, ето три вълнуващи начина, по които 3D принтирането променя ортопедичната индустрия.
1. 3D принтирани ортопедични стелки
Стелките за обувки са може би най-известният тип ортопедични изделия. Те се използват за лечение на често срещани проблеми с подиатрията, като например плоски стъпала. Интересното е, че в последно време има нарастващо търсене на стелки по поръчка.
Персонализираните стелки гарантират възможно най-ефективното лечение и удобно прилягане. То може да бъде полезно за пациенти със сериозни проблеми или за спортисти, които редовно прилагат сериозен натиск и натоварване върху краката си.
Стелките по поръчка обикновено се произвеждат с гипсов отпечатък на краката на пациента. Това се използва за ръчна изработка на необходимата стелка, като се гарантира, че тя отговаря на предписанието на пациента и пасва перфектно.
За съжаление, стелките по поръчка са скъпи, което ги прави недостъпни за някои пациенти. Чифт обикновени ортопедични стелки без рядко струват повече от 100лв., докато тези по поръчка могат да достигнат над 1,000лв., с допълнителни разходи за консултации и медицински такси.
SLS 3D принтиране на стелки
Въпреки че не всеки подиатър разполага с тях все още, 3D стелките стават все по-популярни. Обикновено медицинската оценка е подобен, като размерите на краката на пациента се взимат с 3D скенер или ръчно. Но вместо стелката да бъде ръчно изработена, тя се качва в софтуера за 3D моделиране, преди да бъде отпечатана с 3D принтер.
Получените стелки стават неразличими от ръчно изработените. За да се постигне този резултат, повечето производители използват селективно лазерно синтероване(SLS) вместо FDM 3D принтери.
Описвайки процеса на работа, производителят Phits обяснява:
“FDM технологията е напълно недостатъчна за производството на стелки, защото е твърде бавна, липсва й точност и най-вече не осигурява необходимата здравина… Ние използваме много по-модерна технология, наречена селективно лазерно синтероване (SLS). По време на този процес много фин прах (използваме PA или найлон) се втвърдява и свързва един по друг слой по слой. Резултатът е много лек и същевременно много здрав краен продукт.”
Това мнение не се поддържа само от производителите. Медицинските специалисти също са съгласни, че SLS наистина е единственият ефективен начин за 3D принтиране на ортопедични стелки.
Марк Айрланд е практикуващ педиатър със собствена клиника, базирана в Австралия. Докато експериментира с 3D отпечатване на персонализирани ортези, той обяснява:
“Бързо разбрахме, че FDM частите не притежават механичната здравина, която изискваме от нашите продукти… Изпробвахме и SLA, но за съжаление се сблъскахме със същия резултат… Нашите части трябва да имат висока степен на точност и могат да включват сложни форми… Те също трябва да имат известна гъвкавост без счупване… Освен това, ниското абсорбиране на влага също е от ключово значение поради околната среда, в която обикновено се използват такива ортези. Според Марк процесът на селективно лазерно синтероване е една от малкото адитивни технологии, които биха могли да отговорят на тези изисквания.”
3D принтиране срещу ръчното изработване
Ефективността на 3D принтирането позволява на пациентите да получат своите стелки по-бързо. Освен това производителите са в състояние да произвеждат своите ортопедични изделия със същото ниво на точност, но с по-малко материални отпадъци и работно време.
За съжаление, тези спестявания не направиха 3D принтираните стелки значително по-евтини. Като пример, Blackberry Clinic в Обединеното кралство таксува £3,260 за чифт ортези Phits. Не е ясно защо подобреният производствен процес не е намалил и разходите, но бъдещето на 3D принтираните стелки остава обещаващо. Новата технология е готова да замени изцяло конвенционалния метод в близко бъдеще.
2. 3D принтирани ортопедични отливки
Когато някой счупи кост, тя трябва да бъде обездвижена, за да се гарантира, че заздравява в правилната позиция. На някои пациенти се поставя временна шина на мястото на инцидента, но почти на всички пациенти им се налага да посетят спешното отделение възможно най-скоро, за да им се постави гипс.
При условие, че не е необходима операция, на пациента ще бъде поставена гипсова превръзка в спешното отделение. Интересното е, че естеството на лечението на фрактури означава, че 3D принтираните отливки е малко вероятно някога да заменят тази стъпка. Фрактурите са спешни медицински случаи и са изключително болезнени. Ако не се лекува дори един ден, потенциално неправилната и остра кост може да причини допълнително нараняване и дори животозастрашаващо вътрешно кървене.
Тъй като гипсът може да се нанесе незабавно, той е напълно подходящ за справяне с тази спешна ситуация – докато 3D отливката ще изисква часове за сканиране, проектиране и накрая принтиране. Въпреки това, след първоначалния гипс, почти всички пациенти се нуждаят от допълнителни отливки, включително 3D принтирани такива.
Резервни 3D принтирани отливки
Докато фрактурата заздравее, лекарят трябва редовно да махат стария гипс гипс и да правят нов. Това се прави, за да се провери визуално фрактурата, като се гарантира, че няма инфекция и заздравява правилно. Освен това неподвижният крайник с времето намаля размера си, което налага да се направят нови по-малки гипсове. Това е така, защото подуването, причинено от нараняването, намалява с времето и поради мускулната атрофия на неизползвания крайник.
Описвайки процеса, д-р Арун Саял от Общата болница в Северен Йорк в Торонто обяснява:
“Ако фрактурата започне да заздравява нормално, може да бъдете преместени в отливка от фибростъкло… Малко по-трудно е да се формова фибростъкло, така че често спешното отделение ще използва гипс.”
Тези синтетични отливки са толкова популярни, защото са водоустойчиви, което позволява на пациента да се къпе нормално.
Но какво ще кажете за опцията за 3D принтиране?
Отливки на Active Armor
Active Armor предлага набор от персонализирани 3D принтирани отливки. Като медицинско изделие е необходима лекарска рецепта и приемлива застраховка, за да започне лечението.
Както всички твърди отливки, Active Armor не може да се използва в началото на лечението. Вместо това те обикновено се поставят, след като по-голямата част от отока на пациента е изчезнала.
Процесът започва с отстраняване на гипсовата превръзка и сканиране на наранения крайник. Лекарят лично проверява сканирането, след което го качва на 3D принтер. Междувременно пациентът получава още една гипсова превръзка.
След като производителят отпечата с 3D принтер и изпрати отливката, лекарят лично я поставя върху пациента..
Тези 3D принтирани отливки са значително по-удобни от гипсовите. Иновативният им дизайн оставя голяма част от кожата видима, което помага на докторите да наблюдават зарастването на фрактурата.
Какво става, когато отокът спанде?
3D принтираните отливки са скъпи или поне са много по-скъпи от сравнителната цена за еднократна употреба на гипсовите отливки. Това се превръща в проблем, когато се напомни, че мускулната атрофия ще продължи, докато фрактурата заздравее.
За разлика от гипсовите отливки, 3D принтираните отливки не могат да бъдат евтино отрязани и преформирани. За да се преборят с това, повечето пациенти се съветват да поставят лента от вътрешната страна на гипса си, когато дадена област се разхлаби. Но освен това, те просто ще трябва да се надяват, че фрактурата им заздравее, преди нараненият им крайник да се свие твърде много.
3. Медицински и ортопедични каски HeadStart
Плагиоцефалията, известна още като „синдром на плоската глава“, се среща при около 1 на всеки 5 бебета. Получава се, когато детето лежи или спи в една позиция твърде дълго, което води до деформиране на крехкия му череп. Това състояние обикновено отшумява от само себе си с течение на времето, но родителите могат да решат да проучат ортопедично лечение.
Ортопедичен шлем за плагиоцефалия, подобен на оралните скоби, нежно придържа главата на бебето за да придобие симетрична форма.
Обикновено тези каски се изработват по поръчка. Въпреки това, 3D принтирането на каските прави производствения процес по-бърз и по-евтин – но най-важното е, че самите каски са много по-леки. Намаленото тегло позволява лечението да започне по-рано, в етап, в който главата и шията на децата все още не са толкова стабилни.
По-ранното лечение е доказано по-ефективно, което потенциално намалява въздействието на плагиоцефалията в международен мащаб. Въпреки това, самото лечение все още е обект на критика.
Процесът може да бъде прекалено инвазивен, тъй като бебетата под шест месеца трябва да носят каските в продължение на 23 часа всеки ден. Освен това, докато бебетата растат, те ще се нуждаят от редовни посещения на лекар, тъй като постоянното триене обикновено води до умерени до тежки обриви.
Но може би най-ужасната критика идва от факта, че не е ясно дали ортопедичните каски наистина работят. Поради ранния етап на това откритие, няма ясни правителствени доказателства, които да предполагат, че тези шлемове коригират плагиоцефалията.
Тъй като лечението обикновено струва над $1,000 за първоначалната каска и след това повече за последващи консултации, някои може да го видят като голяма инвестиция за състояние, което може да се разреши с течение на времето.
