Three-dimensional printing (3DP) has gained popularity among scientists and researchers in every field due to its potential to drastically reduce energy costs for the production of customized products by utilizing less energy-intensive machines as well as minimizing material waste. The 3D printing technology is an additive manufacturing approach that uses material layer-by-layer fabrication to produce the digitally specified 3D model. The use of 3D printing technology in the pharmaceutical sector has the potential to revolutionize research and development by providing a quick and easy means to manufacture personalized one-off batches, each with unique dosages, distinct substances, shapes, and sizes, as well as variable release rates. This overview addresses the concept of 3D printing, its evolution, and its operation, as well as the most popular types of 3D printing processes utilized in the health care industry. It also discusses the application of these cutting-edge technologies to the pharmaceutical industry, advancements in various medical fields and medical equipment, 3D bioprinting, the most recent initiatives to combat COVID-19, regulatory frameworks, and the major challenges that this technology currently faces. In addition, we attempt to provide some futuristic approaches to 3DP applications.
- MeSH
- 3D tisk * MeSH
- bioprinting metody MeSH
- COVID-19 * MeSH
- farmaceutický průmysl MeSH
- lidé MeSH
- poskytování zdravotní péče MeSH
- SARS-CoV-2 izolace a purifikace MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
The utilization of 3D printing- digital light processing (DLP) technique, for the direct fabrication of microneedles encounters the problem of drug solubility in printing resin, especially if it is predominantly composed of water. The possible solution how to ensure ideal belonging of drug and water-based printing resin is its pre-formulation in nanosuspension such as nanocrystals. This study investigates the feasibility of this approach on a resin containing nanocrystals of imiquimod (IMQ), an active used in (pre)cancerous skin conditions, well known for its problematic solubility and bioavailability. The resin blend of polyethylene glycol diacrylate and N-vinylpyrrolidone, and lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate as a photoinitiator, was used, mixed with IMQ nanocrystals in water. The final microneedle-patches had 36 cylindrical microneedles arranged in a square grid, measuring approximately 600 μm in height and 500 μm in diameter. They contained 5wt% IMQ, which is equivalent to a commercially available cream. The homogeneity of IMQ distribution in the matrix was higher for nanocrystals compared to usual crystalline form. The release of IMQ from the patches was determined ex vivo in natural skin and revealed a 48% increase in efficacy for nanocrystal formulations compared to the crystalline form of IMQ.
- MeSH
- 3D tisk * MeSH
- aplikace kožní MeSH
- imichimod * chemie aplikace a dávkování MeSH
- jehly * MeSH
- kožní absorpce MeSH
- kůže metabolismus MeSH
- lékové transportní systémy přístrojové vybavení MeSH
- mikroinjekce přístrojové vybavení MeSH
- nanočástice * chemie aplikace a dávkování MeSH
- polyethylenglykoly chemie aplikace a dávkování MeSH
- povidon chemie MeSH
- rozpustnost * MeSH
- uvolňování léčiv MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
The integration of 3D printing into the pharmaceutical sciences opens new possibilities for personalized medicine. Poly(lactide) (PLA), a biodegradable and biocompatible polymer, is highly suitable for biomedical applications, particularly in the context of 3D printing. However, its processability often requires the addition of plasticizers. This study investigates the use of phase diagram modeling as a tool to guide the rational selection of plasticizers and to assess their impact on the thermodynamic and kinetic stability of PLA-based amorphous solid dispersions (ASDs) containing active pharmaceutical ingredients (APIs). Thermodynamic stability against API recrystallization was predicted based on the API solubility in PLA and Plasticizer-PLA carriers using the Conductor-like Screening Model for Real Solvents (COSMO-RS), while the kinetic stability of the ASDs was evaluated by modeling the glass transition temperatures of the mixtures. Two APIs, indomethacin (IND) and naproxen (NAP), with differing glass-forming abilities (i.e., recrystallization tendencies), and three plasticizers, triacetin (TA), triethyl citrate (TEC), and poly(L-lactide-co-caprolactone) (PLCL), were selected for investigation. The physical stability of ASD formulations containing 9 wt% API and plasticizer to PLA in two ratios, 10:81 and 20:71 w/w %, was monitored over time using differential scanning calorimetry and X-ray powder diffraction and compared with phase diagram predictions. All formulations were predicted to be thermodynamically unstable; however, those containing no plasticizer or with TEC and TA at 10 wt% were predicted to exhibit some degree of kinetic stability. Long-term physical studies corroborated these predictions. The correlation between the predicted phase behavior and long-term physical stability highlights the potential of phase diagram modeling as a tool for the rational design of ASDs in pharmaceutical 3D printing.
- MeSH
- 3D tisk * MeSH
- citráty chemie MeSH
- diferenciální skenovací kalorimetrie metody MeSH
- farmaceutická chemie metody MeSH
- farmaceutická technologie metody MeSH
- indomethacin * chemie MeSH
- krystalizace MeSH
- naproxen chemie MeSH
- polyestery * chemie MeSH
- rozpouštědla chemie MeSH
- rozpustnost * MeSH
- stabilita léku MeSH
- termodynamika MeSH
- tranzitní teplota MeSH
- triacetin chemie MeSH
- změkčovadla * chemie MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Rozštěpy rtu a patra patří mezi nejčastější vrozené vady obličeje. Léčba rozštěpů je centralizovaná, multioborová a podílí se na ní plastický chirurg, ortodontista, anesteziolog, klinický logoped a další profese. Incidence rozštěpů rtu a patra zůstává stále přibližně stejná, mění se však přístup k jejich léčbě. Mezi moderní postupy léčby se stále více přidává 3D tisk a léčebné a výukové možnosti s ním spojené.
Cleft lip and cleft palate are among the most common congenital defects of the head. The treatment of clefts is centralized, multidisciplinary, and involves a plastic surgeon, orthodontist, anesthesiologist, clinical speech therapist, and other specialists. While the incidence of cleft lip and cleft palate remains approximately unchanged, the approach to their treatment is evolving. Modern treatment methods increasingly include 3D printing and the associated therapeutic and educational possibilities.
- MeSH
- 3D tisk MeSH
- lidé MeSH
- obturátory patra MeSH
- rozštěp patra * chirurgie diagnostické zobrazování MeSH
- rozštěp rtu * chirurgie diagnostické zobrazování MeSH
- zákroky plastické chirurgie MeSH
- zobrazování trojrozměrné MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Biomedicínské inženýrství se stalo nedílnou součástí moderní kardiologické péče, čímž se otevřely nové možnosti pro diagnostiku a léčbu srdečních onemocnění. Tento interdisciplinární obor propojuje technické a medicínské znalosti, aby vytvořil inovativní řešení, která zvyšují kvalitu života pacientů. Biomedicínští inženýři jsou v rámci kardiologie nejčastěji zaměstnáváni v oborech, jako je elektrofyziologie, neinvazivní kardiologie, intervenční kardiologie, telemedicína a v dalších specializovaných odvětvích, kde kromě klinické práce využívají své odborné znalosti k optimalizaci technologií a zdravotnických přístrojů. Dále se podílejí na vývoji a zdokonalování technologií jako jsou biosenzory, implantabilní zařízení, pokročilé metody zpracování signálů a využití umělé inteligence pro diagnostiku. Spolupráce mezi lékaři a inženýry je klíčová pro zlepšení péče o pacienty a umožňuje vývoj efektivních léčebných postupů. Tento článek se zaměřuje na úlohu biomedicínských inženýrů v kardiologii, jejich profesní postavení v českém zdravotnictví a budoucí výzvy, které obor přináší.
Biomedical engineering has become an integral part of modern cardiac care, opening up new possibilities for the diagnosis and treatment of heart disease. This interdisciplinary field combines technical and medical expertise to create innovative solutions that improve the quality of life for patients. Within cardiology, biomedical engineers are most commonly employed in fields such as electrophysiology, non-invasive cardiology, interventional cardiology, telemedicine and other specialised fields where, in addition to clinical work, they use their expertise to optimise technologies and medical devices. They are also involved in the development and improvement of technologies such as biosensors, implantable devices, advanced signal processing methods and the use of artificial intelligence for diagnostics. Collaboration between physicians and engineers is key to improving patient care and enabling the development of effective treatments. This article focuses on the role of biomedical engineers in cardiology, their professional status in the Czech health care system and the future challenges of the field.
- MeSH
- 3D tisk MeSH
- augmentovaná realita MeSH
- biomedicínské inženýrství * MeSH
- kardiologie MeSH
- lidé MeSH
- telemedicína MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- 3D tisk MeSH
- lidé MeSH
- návrh zubní protézy metody MeSH
- senioři MeSH
- zubní materiály MeSH
- zubní náhrady částečné snímatelné MeSH
- zubní náhrady částečné MeSH
- zubní náhrady * MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
Moderní technologie nacházejí stále větší využití i v medicíně a zkracuje se čas, za který se etablují jako její plnohodnotné součásti. Je to vidět právě na 3D tisku, kdy za poměrně krátkou dobu od přihlášení patentu je již nedílnou komponentou celé řady lékařských oborů, včetně ORL, maxilofaciální a plastické chirurgie. Jejímu rozšíření výrazně napomáhá pokles pořizovacích nákladů tiskáren a používaných materiálů, včetně dostupnosti software. Další výhodou je zvyšující se počet absolventů oboru biomedicínský inženýr, kteří pomáhají lékařům s vlastní přípravou modelů a následně s jejich tiskem. Dne 17. 6. 2023 přijala Česká lékařská společnost J. E. Purkyně nově vzniklou „Českou společnost pro 3D tisk v medicíně“ jako svou organizační složku. Jejím cílem je napomáhat rozvoji 3D tisku v medicíně, nastavit standardy využití a garantovat jejich dodržování. Přehledový článek uvádí praktické příklady využití 3D tisku v otorinolaryngologii, maxilofaciální a plastické chirurgii.
Modern technologies are increasingly finding their place in medicine, rapidly establishing as invaluable assets. This is evident in 3D printing, which in a relatively short time, has become an integral part of numerous medical fields including ENT, Maxillofacial and Plastic surgery. Its expansion is substantially facilitated by the decrease in the acquisition costs of printers and used materials, including software availability. Another advantage is the increasing number of graduated biomedical engineers who assist doctors in preparing and printing their models. On June 17, 2023, the Czech Medical Society of J. E. Purkyně accepted the newly established „Czech Society for 3D Printing in Medicine“ as its organizational component. Its objective is to help the development of 3D printing in medicine, and to set standards of use and adherence. This article presents practical examples of the use of 3D printing in Otorhinolaryngology, Maxillofacial and Plastic surgery.
- MeSH
- 3D tisk * klasifikace MeSH
- hlava * chirurgie diagnostické zobrazování MeSH
- krk * chirurgie diagnostické zobrazování MeSH
- lidé MeSH
- ortognátní chirurgické výkony klasifikace metody MeSH
- zákroky plastické chirurgie klasifikace metody MeSH
- zobrazování trojrozměrné klasifikace metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Cílem článku je podělit se o naše zkušenosti se zhotovováním 3D modelů autotransplantovaných zubů a jejich vlastním použitím při výkonu. Zhotovení 3D repliky zubu pro chirurgické využití má tři fáze: tvorba virtuálního modelu repliky, výroba pomocí 3D tiskárny a sterilizace. Na naše oddělení byla doporučena 37letá zdravá pacientka k návrhu řešení stavu zubů ve II. kvadrantu. Po posouzení klinického stavu, zhodnocení CBCT (cone beam computed tomography) a po domluvě s pacientkou jsme se rozhodli pro extrakce zubů 26, 27 a následně autotransplantaci zubu 28 do místa 26. Na základě dat z CBCT jsme vytvořili dva 3D modely autotransplantovaného zubu a provedli jejich sterilizaci. Po extrakci zubů 26 a 27 jsme extrakční ránu 26 upravili za pomoci vytvořených 3D modelů a provedli autotransplantaci, přičemž extraalveorální čas zubu 28 byl pouze 21 vteřin. Hojení proběhlo bez komplikací a pacientka je s výsledkem spokojená. Autotransplantace je jednou z možností volby při řešení ageneze nebo ztráty zubu. Využití 3D modelu při operačním zákroku vede k výraznému zkrácení extraalveolárního času autotransplantátu a ke snížení nebezpečí poškození buněk periodontálního ligamenta opakovaným vkládáním autotransplantátu do připravované štoly.
The aim of this study is to show the experience with autotransplanted 3D model development and its use during surgery. The development of a 3D model has undergone three phases: building the virtual model, 3D printing and finally sterilisation. A 37-year-old female patient was recommended to our department for treatment of the 2nd quadrant. After planning the extraction of 26, 27 and consequently autotransplantation of tooth 28 was decided. According to CBCT data, two 3D models of the autotransplanted tooth were built and plasma sterilisation was done. After extraction of 26 and 27, a tooth cavity was prepared for the 3D model phantom and the autotransplantation was finished; extra alveolar time of tooth 28 was only 21 seconds. Healing period had no adverse problems and the patient was very satisfied with the result. Autotransplantation is one of the possible choices when treating malformation or tooth loss. The use of a 3D phantom during surgery leads to shortening of surgery time, thus lowering the risk of periodontal tissue damage by repeated testing of the right size of the tooth position and size.
- MeSH
- 3D tisk * MeSH
- autologní štěp klasifikace transplantace MeSH
- autologní transplantace * metody MeSH
- dospělí MeSH
- extrakce zubů metody MeSH
- lidé MeSH
- moláry transplantace MeSH
- počítačová tomografie s kuželovým svazkem metody MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
