Асенова Амина Дулатовна, 11 класс, ГУ "Средняя общеобразовательная школа №2 города Аксу", Республика Казахстан, Павлодарская область, город Аксу
Научный руководитель: Карагатеев Даурен Амиргалиевич
Тақырыбы:
"3D-принтерлердің медицинадағы маңызы"
Асенова А.Д. "3D-принтерлердің медицинадағы маңызы"
Асенова А.Д. Презентация "3D-принтерлердің медицинадағы маңызы"
Бағыты: Биология
Секциясы: Медицина
Ғылыми жетекшісі: Карагатеев Даурен Амиргалиевич, биология пәні мұғалімі
Введение
3D-технология меняет известные нам персонализированные медицинские устройства. От новых, красивых, конформных, вентилируемых корсетов от сколиоза до миллионов зубных протезов и превосходных креплений для людей с ампутированными конечностями. Это еще одна возможность эмоционально воссоединиться со своей симметричностью. Вы можете поискать информацию о прозрачных выпрямляющих брекетах или о зубных протезов. Множество внутриушных слуховых аппаратов уже сегодня печатаются на 3D-принтерах. Сегодня миллионы людей пользуются такими устройствами. А как насчет полной замены коленного сустава, сделанного на заказ согласно вашим данным, все детали и направляющие которого напечатаны в 3D?
Всё это должно быть доступным и для Казахстанцев. Особенно в области стоматологии. Будучи представителем нового поколения, поколения растущего в эре новейших технологий, я хочу стать ортодонтом и принять участие во внедрении 3D-биопринтинга в Казахстане. Помочь всем людям. Внести свой вклад в процветание страны. «Я верю в молодых», - говорил Магжан Жумабаев. Действительно, ведь кто как не молодежь будет продвигать и развивать свою страну.
Аннотация
Оқушы бұл жұмыста өзін қызықтырған жаңалықты зерттеп, ұсыныс шығарады. Бұл зерттеу жұмысында 3D-принтерлерінің биопринтерлері және олардың медицинадағы орны мен мүмкінділіктері туралы мәлімет жинақталған. Көптеген шетел ақпарат көздерінен қарастырылған сараптамалар, салыстырулар мен жүргізген сауалнаманың нәтижелерін талдау арқылы Қазақстан медицинасында 3D-принтерлерінің қажеттілігіне көз жеткізу керек екені туралы қорытынды жасалынған. Жергілікті дәрігерлерге биопринтинг саласын дамыту ұсыныстары келтірілген.
В этой работе ученик изучив интересуемую себя новость, сделал предложения. В изучении рассматривались биопринтеры и их роль в медицине. Взяв информацию с разных иностранных сайтов, проведены сравнительные анализы и опросы, в результате чего сделан вывод о том, что нужно знать: Казахстанская медицина нуждается в 3D-принтерах. Сделаны предложения для местных врачей о развитии биопринтинга.
In this scientific project a student researched a new information that interested himself and made a point. Was study considered bioprinters and their role in the modern medicine.An information was taken from various foreign sites. As a result a student realized and understood that Kazakhstan is in deep need of 3D-printers.
Мазмұны
- Кіріспе..............................................................................................3 бет
- Теориялық бөлімі
2.1.3D-принтерлер жайлы жалпы түсінік..........................................4 бет
2.2.3D-принтерлердің медицинадағы орны...........................5 – 6 бет
2.3.3D-принтер қолдану тәжірибелері..................................7 – 11 бет
2.4. 3D-биопринтинг ортодонтияда..........................................12 – 13 бет
2.5. Нейрохирургия және 3D-биопринтинг......................................14 бет
3.Зерттеу бөлімі
3.1. Сауалнама.............................................................................15 – 16 бет
3.2. Мамандармен кездесу.....................................................17 – 19 бет
4.Қорытынды...............................................................................20 – 21 бет
5. Пайдаланған әдебиет тізімі............................................................22 бет
6. Пікір..................................................................................................23 бет
1. Кіріспе
Өзектілігі: Бүгінгі уақытта 3D-принтерлердің өндірісте құралдар мен заттарды жасап шығару үшін көп пайдалануда. Бірақ әлі де болса 3D басу технологиясының барлық мүмкіншіліктері пайдаланылмайды. Принтердің ішіне қандай материал құйса, сол материалдан кезкелген затты басып шығаруға, тіпті өмірге қажетті мүшелер, сүйектер және т.б. медицинаға қажетті заттар жасауға өте тиімді. Алдағы жылдардың көлемінде принтерлер біздің де өмірге енері анық. Алайда, көп адамдар, әсіресе Қазақстандық мамандар ол технология туралы аз біледі. Сондықтан менің осы тақырыпта сөз сөйлегім келеді.
Жұмыстың мақсаты: 3D-принтер туралы мәлімет жинастыру, оның тарихын және медицинада қолданылуын зерттеу.
Міндеттері:
- Биопринтерлердің мүмкіндіктерін және артықшылықтарын анықтау.
- Жастар және дәрігер мамандары арасында саулнама жүргізу және осы жаңа технология туралы көзқарасын сұрап шығу.
- Қазақстан медицинасында -принтерлердің практикада қолданылуы туралы мәлімет іздестіру.
Болжам:
Жақын арада, көбірек тәжірибе және ақпарат жиналғаннан соң, біздің жергілікті ауруханалар да 3D-принтерлерді пайдалана бастайды деп үміттенемін.
Әдеби шолу
Зерттеу жұмысымды өзімді бұрыннан қызықтырған тақырыпқа жазғым келді. Біріншіден, үш өлшемдік принтерлер жайлы жалпы мәліметтер жинастырып, биологиялық қызметін анықтадым, қазақша және орысша мәлімет көп емес екендігіне көзім жетті. [1,4]3D-принтинг адам денсаулығына қалай көмектесе алатыны туралы мақалалар оқып шықтым. Түрлі ғаламтор көздерінен, жаңалықтарынан көрген компьютерлік пен медициналық мәліметтерді одан да көп қарастыра бастағанда, 3D-принтерлер стоматологияда кеңінен дамып келе бастағанын біліп, өзімнің қаламның дәрігерлерінің пікірін естігім келді. [3, 5-9] Стоматологияға барып, ондағы мамандармен осы тақырыпты талқыладым. Олардың 3D-аппаратары туралы не білетінін сұрап, жұмысын көрдім.
- Теориялық бөлім
2.1.3D-принтерлері жайлы жалпы түсінік.
3D-принтер – бұл компьютердегі үш өлшемдік суреті бар файлдарды қабылдап, пластик, смола, керамика, металл, тағы басқа материалдардың қабаттарын бір-бірінің үстіне жинап, одан өнімді жасап шығаратын құрылғы.
3D-принтерлердің жіктелуі.
LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING) – лазер сәулесі белгілеген аумаққа шүлмектен ұнтақтар үрлетіп болат және титан нысандары жасалып шығарады.
LOM (laminated object manufacturing) – пышақ немесе лазер арқылы материалдардың жұқа бөліктері кесіліп, кейін пластиктен немесе алюминиден нысандар жасайды.
SL (Stereolithography) – cтереолитография. Сұйық полимерге толы ультракүлген сәуле әсерінен сұйықтық полимерленеді.
LS (laser sintering) – лазерлік желімдеу. SL-ге ұқсас технология. Сұйық полимер орнына ұнтақ пайдаланылады.
3DP (three dimensional printing) желім мен ұнтақ қабатын кезек-кезек желімдеу арқылы басып шығарады.
Және ең соңғы және ерекше атап өтетінім: FDM (fused deposition modeling) биопринтерлері – затты жасап шығару үшін дозатор арқылы материалды сығып шығарады. Бұл принтер қатарына әртүрлі кулинариялық (глазурь, ірімшік, қамыр), медициналық принтерлер кіреді.
2.2. 3D-принтерлердің медицинадағы маңызы
Осыдан біраз уақыт бұрын британдық журналда қызық әрі сенсациялық мақала шықты. Осы мақалада адам мүшесін «басып шығара» алатын биопринтерлер туралы айтылды. Осыған орай хирургтер оларға қажетті мүшеге қалаған жағдайда тез ие бола алатынына үміт арта бастады.
Бүгінгі таңда трансплантацияны қажет ететін науқастар донорды бірнеше айлар, тіпті жылдар бойы күтеді. Күткен жағдайда қатерлі жағдаяттар болуы мүмкін. Өкінішке орай, түгелдерінің денсаулығы шыдамайды. Бірақ, жасанды мүшелердің арқасында көптеген адамдардыңтиетін зардабын азайтып, өмірін сақтап қалуға да болады. Бір кездері жоғары өндірістің санаулы саласында шектеулі болған технология кеңінен таралып, қарапайым халықтың сатып алуына қолайлы бола түсті. Затты үш өлшемде дайындап беретін принтерлер қазір 1000 доллардың маңында сатылады. Енді, қазір бұл жаңалық сенсация емес, арманемес, жақынарада әлем ауруханаларының көбі 3D-биопринтерін қолданатын болар.
Мамандар медицина саласында титаннан жамбас сүйектің көшірмесін және керамикадан тіс протездерінжасау үшін үш өлшемді кескінді қолданады. Компьютер дәуірінде 3D-принтер технологиясы шапшаң дамып, құралдың бағасында тез арзандап барады.
АҚШ-та 3D-принтерін алғаш шығарушы, Wohlers Associatesкомпаниясының президенті Терри Уолерс жаңа принтердің мүмкіндіктері шексіз екенін айтты.2013 жылы бірінші болып американдық биотехнолог, Cornell University университетінің профессоры Лоуренс Бонассар адам мүшелерін және ұлпаларынжасушалар мен оларды байланыстыратын гельден 3D-биопринтер арқылы қабат қабат етіп басыпшығаруды ұсынды. Кейін Сан–Диегонің «Organovo» және Мельбрундік «Invetech» компаниялары бағасы шамамен 200 мың доллар болған алғашқы 3D-биопринтеройлап тапқан.Өзінің жұмысында принтерлер тек сүйек кемігінің діңгекті жасушаларын қолданады. Өсу факторын ескере отырып,кез келген басқажасушаларды алу мүмкіндігі бар екенін де білу керек. Мыңдаған жасушалар диаметрі 100-500 микрон болатын кішкентай тамшыларға біріг еалады. Осы тамшыла рформасын жақсы сақтап, басып шығаруға қолайлы келеді.
Осындай 3D-принтерлер кішігірім полимерлі тамшыларды шашып, оларды тұтас жүйеге біріктіреді. Дене біртіндеп қалыпты формасына келеді. Ғалымдардың зерттеуінше, осы тәсілді биологиялық материалдарға да қолдануға болады. Мысалы, кішкентай жасушалар бөліктерін біріктірсек, олар тұтасады. Жаңа байланыс жасау үшін адам коллагеніне (ақуыз) ұқсас синтетикалық зат пен бағаналы жасушалар керек.
Сүйектерді, шеміршектерді, тіс протездерін, буындарды, тіпті тері басып шығаратын 3D-биопринтер бар. Жаңа имплантат компьютерлік томография ақпараты бойынша құрастырылады. Жаңа мүше не тіннің ағзаның ішінде жасасып, адамның тірі жасушаларымен қосыла алады.
Жаңа технологиямен жасалынған имплантаттардың тағы бір жақсы жағы: балаларға орналастырылса, оны уақыт өте келе ауыстырудың қажеті жоқ болады. Қарапайым синтетикалық буын мен сүйектер үнемі алмастыруды талап етеді, сондықтан да көпшілік имплантациядан бас тартып, мүгедек болады, кейін тіпті күделікті әрекеттерін жасай алмайтын қалады. Ал ауыстырылған мүше баламен бірге өседі.
Биоинтеграцияланған имплантат отадан кейіндененің тұрақты мүшесі болады, не болмаса ағзамен бірге өсіп нағыз мүшеге айналады. Жаңа биопринтер көмегімен сүйектің жасанды көшірмесі 100 микронға (0,1 мм) дейін нақты болады. Бұл емделуді эффективті, тез әрі 80%-ға арзан өткізуге жағдай жасайды. Бәрі бір реттен жасалынады, цемент пен бұрандалы шегемен ұзақ және қиын бөлшек бөлшекпен протезді жинаудың, оны қолдан 5-10 рет қайта жасап немесе протез сыйғандай, сүйекті кесудің қажеті жоқ. Дәрігерлер тіпті бет пластикасын жасап үлгерген. Американдық бір ер азаматтың ми сауытының ¾-і 3D-биопринтерден шығарылған термопластиктан жасаланған.
Подробнее... Асенова А.Д. "3D-принтерлердің медицинадағы маңызы"
