Possibilità di tecnologie di stampa 3D e 4D per la medicina personalizzata ( e anche 5D )

Bangladesh: tesi degli studenti universitari dell’Università di Brac sulla stampa 3D, 4D e persino 5D in medicina

Fatema Tuz Zohra Moonmoon ha presentato una tesi, ” Possibilità di tecnologie di stampa 3D e 4D per la medicina personalizzata ” all’Università di Brac , esplorando i modi in cui la fabbricazione digitale può continuare ad avere un impatto sul campo medico.

Mentre la medicina è sempre stata un’area di incredibili scoperte, innovazione e persino quelli che molti chiamano miracoli, scienziati e medici hanno ancora infiniti ostacoli da superare quando si tratta di migliorare la qualità della vita dei pazienti, salvare vite e combattere le malattie. La stampa 3D ha offerto nuove conoscenze ed efficienza, consentendo una migliore diagnosi e trattamento delle condizioni mediche con modelli e dispositivi stampati in 3D , oltre a spianare nuove strade per la formazione di studenti di medicina, chirurghi e offrendo anche dispositivi di pianificazione preoperatoria .

I farmaci orali sono ancora una zona piena di sfide per soddisfare le esigenze dei pazienti e gli scienziati hanno fabbricato numerosi veicoli attraverso la stampa 3D per offrire un trattamento specifico per il paziente in merito a dosaggi, rilascio di tempo, forme, dimensioni delle pillole e altro ancora.

“La stampa 3D consente ai clienti di progettare e creare i loro singoli articoli senza produrre enormi sprechi”, afferma l’autore. “Attualmente, attraverso lo sviluppo della” stampa 4D “, si prevede che questa tecnica sarà in grado di portare cambiamenti socioeconomici nel prossimo decennio.”

Moonmoon non è certo l’unico a ritenere che la stampa 3D dovrebbe trasformare i prodotti farmaceutici, incentrati sul trattamento specifico del paziente, consentendo la personalizzazione che può anche estendersi fino a combinazioni di più farmaci.

I foglietti stampa stanno diventando sempre più popolari mentre gli scienziati sperimentano la fabbricazione digitale e Aprecia Pharmaceuticals ha scosso i titoli delle notizie nel 2016 quando la FDA ha approvato Spritam , il primo tablet stampato in 3D, sviluppato per i pazienti con epilessia. I dati forniti dall’autore affermano che “Il mercato mondiale dei dispositivi medici stampati in 3D dovrebbe crescere a un CAGR del 18,1% durante il periodo di previsione 2017-2027”.

Moonmoon separa la stampa 3D medica in quattro categorie:

Modelli di organo per facilitare l’analisi del trattamento chirurgico
Impianti non bioattivi permanenti
Fabbricazione di ponteggi bioattivi e biodegradabili locali
Stampa diretta di tessuti e organi

Il bioprinting è diventato una straordinaria area di ricerca, mostrando un grande potenziale per l’eventuale fabbricazione di organi umani, il che significa che i pazienti possono evitare i rigori delle liste di attesa e il continuo rischio di rigetto di organi (poiché le cellule impiantate sono le loro).

Quindi, dove si adatta la stampa 4D a tutto ciò, potresti chiederti? Portando la fabbricazione digitale a un livello completamente nuovo di magia, gli utenti possono creare materiali e prodotti che si adattano alla loro applicazione. Generalmente innescati da fattori ambientali come la temperatura o l’umidità, i materiali 4D si deformano e poi ritornano al loro stato originale.

Per applicazioni mediche:

“I farmaci saranno in grado di personalizzare in base alle esigenze del paziente. Ciò consentirà agli specialisti di personalizzare i livelli di esposizione e dosaggio del farmaco per i singoli pazienti “, afferma l’autore.

“Con l’aiuto di uno stimolo esterno, i materiali a memoria di forma (SMM) possono ripristinare la loro forma anche dopo la torsione. Una volta innescato dalla temperatura, dall’umidità o dall’enactment della luce che utilizza l’illuminazione, SMP può cambiare la sua forma unica da una a più forme (Gillaspie et al., 2016). D’altra parte, gli SMP possono essere indotti magneticamente in termoplastici integrando le nanoparticelle. Gli SMP hanno rivelato abbondanti utilizzi in applicazioni biomediche, sistemi elettromeccanici su piccola scala e strutture auto-schierabili. “

Gli SMP offrono anche il potenziale di biocompatibilità e biodegradabilità, oltre alla possibilità di personalizzare a seconda dell’applicazione medica.

“Ora, mentre la tecnologia avanza; in un prossimo futuro potrebbe essere possibile anche l’ODF stampato in 5D. La stampa 5D è un’altra nuova parte della produzione additiva. Si differenzia dalla stampa 3D in un modo in cui la sua testina di stampa ha la capacità di muoversi di 5 gradi “, afferma l’autore in conclusione. “Inoltre consente di produrre strati piegati. Quindi, i problemi con la medicina stampata in 3D potrebbero essere superati con la tecnologia di stampa 5D nel prossimo futuro. Questa innovazione potrebbe essere in grado di soddisfare questo prerequisito essenziale. In questo modo c’è un minor fabbisogno di materiale grezzo rispetto alla stampa 3D per realizzare inserti di qualità simile.

“La stampa 4D, 5D può dare risultati più utili nei test antidroga, in quanto saremo in grado di stampare modelli che riproducono aspetti degli organi umani, come i muscoli del cuore o parti del fegato. Questo è importante, perché anche i test sugli animali promettenti non garantiscono un farmaco adatto all’uso umano. “

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