نقش چاپگرهای سه بعدی در حوزه های مختلف پزشکی

هر ساله چاپ سه بعدی کاربرد های بیشتری در حوزه سلامت به جامعه جهانی معرفی می کند. در حالی که هدف نهایی چاپ سه بعدی که پرینت کامل تمام اعضای پیچیده بدن، برای پیوند می باشد، هنوز چندین دهه با ما فاصله دارد، امروزه چاپ سه بعدی کاربرد های فراوانی در عرصه پزشکی داشته و به صرفه جویی و بهبود زندگی به طرق مختلف و در مکان های مختلف کمک می کند که هرگز در چندین سال پیش قابل تصور نبود.

پرینتر های سه بعدی بسته به متریالی که استفاده میکنند میتوان در تمامی عرصه های پزشکی استفاده کرد. پرینترهای سه بعدی که از مواد اولیه مناسب استفاده کنند میتوانند قطعاتی را چاپ کنند که در درون بدن از آنها استفاده کرد و این مواد میتوانند در درون بدن بعد از مدت خاصی جذب شوند به طور کلی می توان گفت پرینترهای سه بعدی در پزشکی نیز به کمک بیماران آمده اند و یا تا مدتهای بسیار طولانی باقی بمانند. به طور کلی چون با پرینتر های سه بعدی محدودیتی برای چاپ وجود ندارد هر بیمار می تواند به شکل خاص از آن استفاده نماید .

در ادامه به بررسی برخی از کاربردهای چاپ سه بعدی که در حال تغییر دنیای پزشکی هستند، می پردازیم.

پرینت بافت زنده یکی از مهم‌ترین کاربردهای پرینت سه بعدی است. در این روش ارگان زنده با استفاده از سلول‌های زنده ساخته می‌شود. روش ساخت در پرینتر سه بعدی زیستی یا بیوپرینتر شبیه به روش پرینت سه بعدی FDM است. در واقع متریال با استفاده از اکسترود شدن لایه‌لایه چیده شده و محصول نهایی را می‌سازد.

به طور مثال در کبد، سه ورید اصلی وجود دارد که قطع و آسیب سهوی به آن نتایج جبران ناپذیری در پی دارد. پزشک جراحی را آغاز می کند در حالی که از محل دقیق این رگ اطلاع ندارد.
اخیراً محققان به کمک پرینتر سه بعدی و براساس تصاویر MRI و CT اسکن بیمار، نمونه سه بعدی کبد را چاپ کردند. این نمونه از هر لحاظ شبیه کبد واقعی ست و جای رگ ها بخوبی در آن مشخص شده است. این نمونه سه بعدی از جنس پلیمری بی رنگ و شفاف ساخته شده و کیسه صفرا و مجاری خونی به صورت رنگی در آن نمایان است. در عمل های جراحی حساس مثل پیوند کبد و برداشت تومورهای سرطانی این نمونه سه بعدی، راهنمای بسیار خوبی برای جراح محسوب می شود.

هم چنین تکنولوژی چاپ سه بعدی تأثیر زیادی در صنعت دندانپزشکی دیجیتال داشته است. افزایش بازده، صرفه جویی در هزینه ها، افزایش سرعت تولید و بهبود کیفیت از جمله اثرات فناوری های سه بعدی شامل نرم افزار های جدید، اسکنر های سه بعدی و چاپگرهای سه بعدی بر صنعت دندانپزشکی می باشد. از جمله کاربردهای این تکنولوژی:

• مدل های ارتودنسی
• مدل های تاج و پل
• مدل های راهنمای جراحی
• ترمیم ها
• الاینرها
• پلاک ها
• بست ها
• پروتزها

پروفایل دندان های هر شخص منحصر بفرد می باشد، بنابراین بیشتر محصولات دندانپزشکی مطابق با آناتومی بیمار تنظیم می شوند. کیفیت محصول نهایی در روش های تولید سنتی به مهارت های تکنسین وابسته است. دستیابی به محصولات دندانپزشکی سازگار و باکیفیت بسیار دشوار و گران است.

دندانپزشکی دیجیتال میزان خطا را کاهش داده و اتوماتیک بودن این روش سبب کاهش نیاز به نیروی کار می شود. در نتیجه دندانپزشکی دیجیتال سبب صرفه جویی در زمان و هزینه برای آزمایشگاه ها در سراسر جهان می گردد.

به دلیل صرفه اقتصادی، چاپ سه بعدی پروتزهای اختصاصی بیماران که اغلب با هزینه کمی تولید می شود؛ در کشورهای در حال توسعه تاثیر زیادی داشته و به شدت رو به رشد هستند. چاپ اعضای بدن مصنوعی با آخرین تکنولوژی پرینت سه بعدی همراه است و در حال تغییر زندگی مردمی است که در گذشته هیچ تصوری از استفاده این وسایل نداشتند.

هزاران قطعه چاپ سه بعدی شده جایگزین برای قطعات استخوانی بدن: زانو، کمر، مچ پا، قسمت هایی از ستون فقرات و جمجمه هر ساله کاشته می شوند و در آینده قطعات سفارشی مختص هر بیمار چاپ سه بعدی خواهند شد. اگر چه هنوز تمام این فرآیند ها توسط اداره غذا و دارو تایید نشده است، برخی از آنها زیر نظر فرآیند FDA قرار گرفته اند.

یکی دیگر از کاربردهای مهم پرینت سه بعدی در پزشکی، تولید مدل‌های آموزشی از آناتومی بدن انسان است. این تولیدات زمانی نسبت به تولید مدل‌های آموزشی در گذشته (با تزریق پلاستیک و قالب‌گیری برای تولید انبوه) ترجیح پیدا می‌کند که امکان شخصی‌سازی‌شدن در آن‌ها وجود دارد. پرینت سه بعدی در آموزش پزشکی کاربرد منحصر‌به‌فرد و قابل توجهی خواهد داشت.