3D-печатные биомедицинские устройства и их применение: обзор передовых технологий, существующих проблем и перспектив развития

3D-печать, также известная как аддитивное производство (АП), стала преобразующей технологией, применяемой в различных отраслях, включая медицину. В этом обзорном исследовании представлен обзор современного состояния аддитивного производства, связанных с ним проблем и применения этой технологии в медицине. Рассмотрены различные виды аддитивного производства, включая моделирование методом послойного наплавления, стереолитографию, селективное лазерное спекание, цифровую обработку светом, струйное нанесение связующего и электронно-лучевую плавку, а также их пригодность для медицинских применений. Описаны наиболее распространённые биомедицинские материалы, используемые в аддитивном производстве: пластмассы, металлы, керамика, композиты и биочернила. Обсуждены проблемы аддитивного производства, включая выбор материалов, точность и прецизионность, соответствие нормативным требованиям, стоимость, контроль качества и стандартизацию. Кроме того, рассмотрены различные применения аддитивного производства в медицине, в том числе изготовление хирургических направителей, протезов, ортезов и имплантатов с учётом индивидуальных особенностей пациента. Наконец, подчёркнут потенциал Интернета медицинских вещей (IoMT) и искусственного интеллекта (ИИ) для формирования нормативной базы и стандартов безопасности 3D-печатных биомедицинских устройств. Сделан вывод, что аддитивное производство способно преобразовать систему здравоохранения, обеспечив пациентам доступ к более персонализированным и доступным вариантам лечения. Несмотря на сохраняющиеся проблемы, ожидается, что интеграция ИИ и IoMT с технологиями 3D-печати будет играть важную роль в будущем биомедицинских устройств, способствуя дальнейшему развитию и совершенствованию медицинской помощи. Необходимы дополнительные исследования для решения существующих проблем и оптимизации применения этой технологии в медицине, что позволит в полной мере реализовать потенциал аддитивного производства.