Giải Quyết Các Nhu Cầu Lâm Sàng Chưa Được Đáp Ứng Bằng Công Nghệ In 3D

Advanced healthcare materials - Tập 7 Số 17 - 2018
Udayan Ghosh1, Ning Shen2, Yuzhu Wang1, Yong Lin Kong1
1Department of Mechanical Engineering, University of Utah, 1495 E. 100 S., 1550 MEK, Salt Lake City, UT 84112, USA
2Boston University School of Medicine, Boston University, 72 E Concord St, Boston, MA, 02118 USA

Tóm tắt

Tóm tắtCác tiến bộ gần đây trong công nghệ in 3D đã cho phép tạo ra các mô hình ba chiều và thiết bị mới với mức độ phức tạp, thuộc tính và chức năng chưa từng có. Khác với các kỹ thuật sản xuất được phát triển cho sản xuất hàng loạt, công nghệ in 3D bao gồm một lớp rộng các công nghệ chế tạo có thể cho phép 1) tạo ra các kiến trúc vật lý 3D được tùy chỉnh và tối ưu hóa cao từ các thiết kế kỹ thuật số; 2) tích hợp đồng bộ các thuộc tính và chức năng của các loại vật liệu khác nhau để tạo ra các thiết bị lai mới; và 3) một phương pháp chế tạo tương thích sinh học giúp tạo ra và đồng tích hợp các cấu trúc và hệ thống sinh học. Báo cáo tiến bộ này mô tả cách mà những khả năng này có thể giải quyết nhiều nhu cầu lâm sàng chưa được đáp ứng. Thứ nhất, việc tạo ra các bộ phận giả in 3D để khôi phục các chức năng đã mất bằng cách cung cấp hỗ trợ cấu trúc cho các cơ quan xương và ống được nhấn mạnh. Thứ hai, các chiến lược phân phối thuốc mới được hỗ trợ bởi các thiết bị in 3D được mô tả. Thứ ba, sự tiến bộ của nghiên cứu y học được đánh dấu bởi hệ thống mô/tổ chức trên vi chip in 3D được thảo luận. Thứ tư, những phát triển trong sự tái tạo mô và cơ quan in 3D được khám phá. Cuối cùng, khả năng tích hợp liền mạch các cơ quan thiết kế với các thiết bị hoạt động bằng cách tận dụng tính linh hoạt của công nghệ in 3D đa vật liệu được dự đoán.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1038/nature08188

10.1111/j.1445-2197.2007.04330.x

10.1098/rspb.2011.1194

U. S. FDA Hip Implants May2018 https://www.fda.gov/MedicalDevices/ProductsandMedicalProcedures/ImplantsandProsthetics/MetalonMetalHipImplants/ucm241594.htm.

10.5301/hipint.5000294

Ford S. L., 2014, J. Int. Commer. Econ., 6, 40

E. M.Sachs J. S.Haggerty M. J.Cima P. A.Williams US Patent 5204055A 1993.

10.1201/b18893

10.1038/nature21003

10.1108/13552540710776197

10.1016/j.techfore.2015.07.025

10.1038/lsa.2012.6

10.1126/science.aaa2397

10.1016/j.nano.2015.09.010

10.1126/scitranslmed.3010825

10.1111/j.1744-7402.2007.02115.x

10.1088/1758-5090/7/4/045001

10.1016/j.biomaterials.2016.09.003

10.1088/1758-5082/6/3/035001

10.1002/adfm.201501760

10.1126/science.1261689

10.1038/nbt.3415

10.1038/nature12083

10.1126/science.1206157

10.1126/science.aaa9306

10.1021/nl4007744

10.1038/nmat4782

10.1557/mrs.2015.235

10.1063/1.1136492

C. W.Hull US Patent 4575330A 1986.

J. J.Beaman C. R.Deckard US Patent 4938816A 1990.

10.1002/adma.200300385

10.1146/annurev-matsci-070909-104502

10.1002/adfm.200600434

10.1002/smtd.201700277

10.1016/j.biomaterials.2010.04.050

10.1016/j.sna.2004.12.011

10.1063/1.4769050

10.1038/17989

10.1186/1746-160X-10-45

10.1002/admt.201600138

10.1088/1758-5090/9/1/015010

10.1002/adma.201800242

10.1016/j.jphotochem.2006.03.004

10.1002/lpor.200810027

10.1039/b902159k

10.1002/adfm.201202666

10.1002/adma.200801319

10.1364/BOE.2.003167

10.1371/journal.pone.0147399

10.1056/NEJMc1206319

10.1016/j.ijscr.2015.02.037

10.1093/ejcts/ezv265

ASTM International, 2012, Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies

10.1021/cm0101632

10.1016/j.jconrel.2011.07.033

10.1186/s41205-016-0005-9

Voelker R., 2015, JAMA, J. Am. Med. Assoc., 314, 1108

10.1038/s41467-017-00763-6

10.1136/bjophthalmol-2016-308399

S. S.Crump US Patent 5121329A 1992.

Novakova‐Marcincinova L., 2012, Manuf. and Ind. Eng., 11, 24

10.1021/acs.molpharmaceut.5b00510

10.1016/j.ijpharm.2014.09.044

10.1016/j.ijpharm.2015.04.069

10.1039/C8LC00098K

10.1039/C4AN01612B

Comotti C., 2015, Proc. of the 3rd 2015 Workshop on ICTs for Improving Patients Rehabilitation Research Techniques

10.1186/s13104-015-0971-9

10.1002/adma.201305506

10.1002/adma.201004625

10.1002/adma.200400481

10.1038/nmat4544

10.1088/1758-5082/4/3/035005

Liu W., 2017, Adv. Mater., 29

Childress D. S., 1985, Clin. Prosthet. Orthot., 9, 2

10.1007/BF02584556

10.1016/j.jhsa.2016.02.008

Saharan L., 2016, Proc. SPIE, 9797, 97970V, 10.1117/12.2219535

10.1016/j.jbiomech.2015.02.048

Slade P., 2015, 2015 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA)

10.1177/1758998314544802

10.3389/fnins.2016.00209

MacBarb R. F., 2017, Int. J. Spine Surg., 11, 116

10.3109/10929088.2015.1076039

Jehring A., 2018, The SUN

10.3389/fsurg.2015.00025

10.1080/00015458.2014.11681006

10.1186/1746-160X-10-14

10.1007/s12541-015-0134-x

Mikołajewska E., 2014, J. Health Sci., 4, 78

10.1108/13552541111156513

10.1177/0309364616640947

10.1001/jama.2015.17705

10.1186/s12938-016-0236-4

10.7736/KSPE.2014.31.12.1067

10.1080/17483107.2016.1253117

10.1097/01.prs.0000436844.92623.d3

10.1097/SAP.0000000000000671

Schmidt R., 2015, SIGGRAPH 2015: Studio

10.1097/01.prs.0000479977.37428.8e

10.3928/01477447-20151016-05

10.4103/2231-0746.133065

10.1378/chest.127.3.984

10.1177/000348949210100403

10.1016/j.matlet.2014.11.119

10.1016/j.biomaterials.2004.01.037

10.1007/s10856-010-4048-y

10.1161/01.CIR.92.5.1355

10.1161/01.STR.0000058160.53040.5F

E.Alt T.Fliedner R.Alter A.Stemberger US Patent 5843117A 1998.

10.1126/scirobotics.aah6451

10.1016/S0169-409X(00)00129-0

10.1038/483531a

10.1016/j.addr.2006.07.027

10.1002/aic.690480602

10.4103/2230-973X.96920

10.3109/03639045.2015.1120743

10.1016/j.molmed.2016.01.003

10.1208/s12249-016-0704-y

10.1016/j.ijpharm.2015.12.071

10.2174/1381612821666150115154059

10.1331/JAPhA.2013.12217

10.1007/s11095-016-1933-1

10.1056/NEJMp1006304

10.1001/jama.2014.9542

10.1007/s00170-007-1308-1

10.1016/j.addr.2016.03.001

Ventola C. L., 2014, Pharmacol. Ther., 39, 704

10.1002/jps.21284

10.1126/scitranslmed.aag2374

10.1038/519S19a

10.1063/1.1884265

Biswas S., 2010, Appl. Phys. Lett., 96, 125

10.1002/adfm.201303983

Sabaté E., 2003, Adherence to Long‐Term Therapies: Evidence for Action

10.1126/sciadv.aat2544

10.1016/j.janxdis.2006.01.004

10.3109/10717541003667798

10.1021/js980042

10.1038/nprot.2016.041

10.1089/3dp.2015.0039

10.1016/j.tibtech.2016.03.004

10.1038/ncomms9643

10.1038/srep31110

10.1038/442367a

10.1039/C5LC00685F

10.1039/b403341h

10.1146/annurev.bioeng.4.112601.125916

10.1002/adma.201800001

10.1039/C6LC00163G

10.1038/srep34845

10.1088/1758-5090/8/1/014101

10.1039/C5LC01270H

10.1073/pnas.1414484111

10.1016/j.proche.2009.07.092

10.1016/j.biomaterials.2010.11.047

10.1073/pnas.1324214111

10.1016/j.biomaterials.2015.07.022

10.1038/nrc1279

10.4172/1948-5956.100000e2

10.1158/0008-5472.CAN-07-6611

10.1146/annurev-bioeng-071813-105259

10.1007/s10544-013-9812-6

10.1002/biot.201000340

10.1016/j.tibtech.2015.06.007

10.1088/1758-5090/8/2/022001

10.1016/j.ebiom.2018.01.011

10.1002/jbm.b.33186

10.1016/j.actbio.2013.12.005

10.1002/ar.1113

10.1016/j.biomaterials.2015.05.043

10.3390/polym8010019

10.18063/IJB.2016.01.009

10.1007/s002160100962

10.1038/nbt.3413

10.1088/1758-5090/8/1/015007

10.1038/ncomms15261

10.1038/s41467-018-03391-w

10.1088/1468-6996/16/3/033502

10.1038/nbt.2958

10.1016/j.copbio.2016.03.014

10.1002/adhm.201500168

10.1136/bjophthalmol-2013-304446

10.1007/s12013-016-0730-0

10.1186/s13036-015-0001-4

10.1002/anie.201505062

10.1007/s10439-016-1607-5

10.1089/ten.teb.2015.0464

10.1088/1758-5090/8/1/014103

10.1007/s10439-016-1638-y

10.1007/s10439-016-1612-8

10.1088/1748-6041/10/3/034002

10.1146/annurev-bioeng-071813-105155

10.1155/2014/829145

10.1016/j.jcmg.2016.12.001

10.1021/acsbiomaterials.6b00121

10.1557/mrs.2015.3

10.1016/j.biotechadv.2015.12.011

10.18063/ijb.v4i1.126

10.1007/s12013-015-0531-x

10.1038/nprot.2016.123

10.15302/J-ENG-2015061

10.1039/C5TB00393H

10.1002/adhm.201600435

10.1016/j.compositesb.2016.11.034

10.1038/nmat1891

10.1038/nmat2745

10.1038/am.2012.27

10.1002/adma.201401642

10.1016/j.nantod.2016.04.007

10.1126/science.1168375

10.1126/science.1121401

10.1002/adma.200902927

10.1002/adma.201703817

10.1002/adma.201707495

10.1002/admt.201700235

10.1021/nl401070p

10.1016/j.bios.2010.12.042

10.1016/j.tibtech.2014.04.005

10.1021/nl5033292

10.1126/science.aab2750

10.1002/ase.1475

10.1002/lt.23729

10.1088/1758-5082/2/1/014101

10.1016/j.dental.2015.09.018

10.1016/j.tripleo.2009.05.023

BioArchitects World's First 3D‐Printed Titanium Cranial Implant Cleared By FDA May2018 https://bioarchitects.com/en/worlds‐first‐3d‐printed‐titanium‐cranial‐implant‐cleared‐by‐fda/.

10.1038/s41578-018-0002-2

10.1039/C5TB01468A

10.1002/adhm.201701161

10.1126/sciadv.aao5496

10.1088/0960-1317/22/8/085014

10.1002/biot.200600081

A. B.Varotsis Introduction to Binder Jetting 3D Printing https://www.3dhubs.com/knowledge‐base/introduction‐binder‐jetting‐3d‐printing(accessed: 23 May2018).

10.1016/j.buildenv.2015.07.013

10.1039/C005374K

10.1016/j.actbio.2010.10.023

10.1021/la803803m

10.1016/j.apsusc.2007.01.062

10.1016/j.tips.2018.02.006

10.1211/jpp.61.03.0006

J.Jacob N.Coyle D. C.Monkhouse H. L.Surprenant N. B.Jain US Patent 9669009B2 2017.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Advanced healthcare materials

Tập 7 Số 17

Thông tin tác giả