چاپ سه بعدی باعث تغییر در بسیاری از شیوه های تولید شده است. هنوز رقابت این روش با برخی از روش های متعارف دشوار است، دلیل اصلی این موضوع سرعت بسیار کم چاپ سه بعدی قطعات بزرگ و تعداد بالا می باشد. با این حال علم پزشکی به شدت علاقه مند به این تکنولوژی با توانایی ایجاد راه حل های متناسب با هر بیمار است. چاپ سه بعدی به عنوان یک راه حل جدید برای ایجاد دستگاه های سفارشی مطابق با نیاز بیماران پذیرفته شده است. در ادامه مقاله زیر را مطالعه کنید.
چاپ سه بعدی در علم پزشکی
شرکت تحقیقاتی Allied Market ایالات متحده بازار پرینت های سه بعدی پزشکی را تا سال ۲۰۲۰ به میزان ۲٫۳ میلیارد دلار برآورد کرده است. رشد کلی چاپ سه بعدی می تواند به واسطه امکان سفارشی سازی توسط این روش توضیح داده شود. در این جا برخی از عمده ترین تأثیرات تکنولوژی چاپ سه بعدی در علم پزشکی بررسی شده است. این تکنولوژی می تواند در ساخت پروتزها و ایمپلنت ها، ساخت مدل های آناتومی برای محدود کردن خطرات عمل های جراحی، تولید دستگاه های پزشکی، ساخت دارو و … استفاده شود.
چاپ سه بعدی برای طراحی ایمپلنت و پروتز
ایمپلنت ها به عنوان جایگزین یک عضو طی یک دوره طولانی مدت یا بهبود یک یا تعدادی از عملکردهای آن عضو ساخته می شوند. بنابراین مطابق تعریف ایمپلنت باید به طور کامل با بیمار و آناتومی وی سازگار باشد. سفارشی کردن با استفاده از روش های تولید سنتی وقت گیر و گران است. در این مورد تکنولوژی چاپ سه بعدی با شخصی سازی به طراحی و ساخت ایمپلنت های سفارشی کمک می کند. در حال حاضر استفاده از پرینتر های سه بعدی در این بخش آغاز شده و از تکنولوژی های سه بعدی برای تولید وسایل پزشکی شخصی سازی شده استفاده می کنند.
به عنوان مثال AnatomikModeling، استارت آپ فرانسوی، اولین پروتز tracheobronchial (وابسته به نای و نایژه) را با استفاده از تکنولوژی های سه بعدی طراحی کرد. بنجامین مورنو مدیر عامل این مجموعه توضیح داد: “استفاده از چاپ سه بعدی دارای مزایای متعددی است: با استفاده از این تکنولوژی می توان به طور مستقیم از مدل دیجیتال سه بعدی به مدل آناتومی فیزیکی سه بعدی با دقت بسیار خوبی رسید. صرفه جویی در زمان و کاهش هزینه ها از دیگر مزایای این روش می باشد. این فناوری اجازه می دهد تا دستگاه های پزشکی به طور کامل شخصی سازی شوند. همچنین امکان تولید مدل های آناتومی سه بعدی با اشکال بسیار پیچیده هندسی را فراهم می سازد که امکان ساخت آن ها از طریق تکنیک های تولید سنتی ممکن نمی باشد. ”
با استفاده از چاپ سه بعدی تولید کنندگان پروتز و ایمپلنت می توانند به آسانی دستگاه هایی را با ابعاد مناسب، طراحی پیچیده و هزینه کم ایجاد کنند. در نهایت چاپ سه بعدی پزشکی امکان اتوماتیک کردن فرایند ایجاد پروتزهای شنوایی و دندان را فراهم کرده است. طبق گفته های تولید کننده ای به نام EnvisionTEC، تعداد مراحل مورد نیاز برای ساخت سمعک طی چند سال از ۹ به ۳ مرحله کاهش یافته است. در ادیولوژی(بخشی از پزشکی که با شنوایی سرو کار دارد) ابتدا گوش بیمار را با استفاده از یک اسکنر سه بعدی اسکن می کنند تا بتوانند حس شنوایی را ایجاد کنند. تجزیه و تحلیل برای ایجاد مدل به یک مدلساز ارسال می شود. پس از اتمام مدلسازی، مدل با استفاده از یک رزین چاپ شده و اجزای لازم به آن اضافه می شوند. تولید کننده برآورد کرده است که هم اکنون می تواند ۶۵ پروتز در ساعت را چاپ کند.
چاپ سه بعدی در شبیه سازی جراحی
اشتباهات پزشکی سومین علت مرگ در ایالات متحده است. این موضوع یک مشکل هشدار دهنده است که می تواند با استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی به کمترین حد برسد. این فناوری همچنین به وسیله ای برای ایجاد مدلهای جراحی از تصویر بیمار تبدیل شده و به جراحان اجازه می دهد تا با آموزش بیشتر به پزشکان پایه خطا در عمل های جراحی را محدود کنند. این مدل های آناتومی چاپ سه بعدی شده نیز می تواند قبل از عمل به بیمار ارائه شود تا وی تمام مراحل عمل را تجسم کند و در نتیجه راهی برای بهبود روابط پزشک و بیمار نیز می باشد.
توماس مارچاند مدیر عامل شرکت استارت آپ فرانسوی BIOMODEX توضیح می دهد که چاپ سه بعدی جایگزین واقعی برای راه حل های آموزشی جراحی که امروزه رضایت بخش نیستند (آموزش در بیماران، بخش های تشریحی افراد یا حیواناتی که مشکلات اخلاقی و منطقی را افزایش می دهد) می باشد. از طریق یک پلت فرم وب پزشک می تواند تصاویر اسکنرها، MRI یا سونوگرافی بیمار خود را آپلود کرده و چند روز بعد مدل فیزیکی آن را دریافت کند. برخی از پیشرفته ترین مدل ها چاپ سه بعدی شده حتی می توانند خونریزی را شبیه سازی کرده و تا حد ممکن به واقعیت نزدیک شوند. این موضوع می تواند دقت و کارایی روش های جراحی را افزایش دهد. هدف کاهش تعداد خطاهای پزشکی با بهبود آموزش جراحان است.
چاپ سه بعدی زیستی برای ایجاد بافت ها و اندام ها
فناوری چاپ سه بعدی زیستی به سرعت در حال توسعه است و در سال های اخیر به طور قابل توجهی رشد یافته است. این تکنولوژی روشی است که به شما اجازه ایجاد ساختارهای سلولی را با یک چاپگر خاص سه بعدی می دهد و توانایی طراحی اندام های زنده را فراهم می کند. اگر چه این اندام هی زنده برای مدت زمان طولانی کار نمی کنند، ما باید تمام پیشرفت های انجام شده را برجسته کنیم. برای مثال شرکت آمریکایی به نام Organovo یکی از رهبران این رشته است. آن ها بافت استخوانی و بافت کبدی پیوندی را با چاپ سه بعدی زیستی تولید کرده اند. شرکت Aspect Biosystems به نوبه خود یک چاپگر زیستی به نام RXI تولید کرده است که قادر به ساخت بافت های فیزیولوژیکی پیچیده انسانی است.
در میان کاربردهای مختلف چاپ سه بعدی زیستی امکان ایجاد پوست را نیز فراهم می کند. به این ترتیب برای درمان و بهبود زخم های جدی به بیماران کمک می کند. مارک جسچه، جراح زیبایی به ما توضیح می دهد: “هنگامی که شما قادر به ایجاد پوست مصنوعی از سلول های یک بیمار هستید، وضعیت جراحی به طور کامل تغییر می کند، زیرا شما می توانید بسیار سریع عمل کنید.”
پیشرفتی توسط محققان در کره جنوبی ایجاد شده است که ترکیبی از دو روش چاپ تزریقی و جوهر افشان است که به آنها اجازه می دهد پوست مبتنی بر کلاژن با غشای پلی کاپرولاکتون ایجاد کنند. حتی اگر این تحولات هنوز در دوران ابتدایی خود باشند، چاپ زیستی پوست می تواند بخش جراحی را متحول کند.
چاپ سه بعدی دارو
یکی دیگر از بخش های امیدوار کننده فناوری چاپ سه بعدی، پرینت سه بعدی داروها در چند سال آینده است. صنعت داروسازی بسیار کنترل شده می باشد و برای عرضه در بازار باید بسیاری از الزامات را رعایت کند. اما شرکت FabRx به نظر می رسد که با فرصت هایی که چاپ سه بعدی در این عرصه ارائه می دهد متقاعد شده است. هدف این شرکت تولید داروهای چاپی سه بعدی شده است. یکی از مدیران این شرکت به نام دکتر آلوارو گویانز توضیح می دهد: “توانایی تولید قرص ها یا دستگاه های پزشکی با استفاده از یک فایل سه بعدی فرصت های زیادی را ایجاد می کند. ساده ترین دستاورد است که می توانیم اندازه یا میزان مواد داخل قرص را تغییر دهیم و بنابراین وزن قرص و در نتیجه دوز دارو را تغییر می دهیم.
بنابراین ممکن است دوز دارو را خیلی راحت و سریعتر برای هر بیمار تنظیم کنید. پیشرفت جالب این دستاورد در اطفال می باشد که طبق گفته آلوارو سن و وزن کودک تأثیر زیادی بر نحوه مصرف دارو دارد. هم چنین در هر قرص می توان دو یا چند دارو را ترکیب کرده و تعداد قرص هایی را که فرد باید ببلعد کاهش داد که این امر به ویژه در سالمندان مهم است.
آلوارو می گوید: “بسته به مواد انتخابی ما می توانیم به انتشار بسیار سریع یا هدفمند دارو به مناطق خاصی از دستگاه گوارش دست یابیم. ”
FabRx می خواهد در عرض ۲ سال بیمارستان ها با چاپگرهای سه بعدی تجهیز کند. یکی از چالش های اصلی، مقررات است؛ تولید کنندگان مواد دارویی معتقدند هنوز مراحل اعتبار سنجی به طور کامل انجام نشده است. اگر چاپ سه بعدی دارو به عنوان گام تولیدی درنظر گرفته شود، به کنترل و تنظیم بسیار بیشتری نیاز خواهد داشت. اگر این گام ترکیبی در نظر گرفته شود، مقررات کمتر خواهد بود.
موضوعی که مشخص شده است آینده روشن علم پزشکی با ظهور چاپگر های سه بعدی می باشد. در ۱۰ سال آینده علم پزشکی به لطف پیشرفت بسیار سریع فناوری مانند چاپ سه بعدی رشد بسیار زیادی خواهد کرد و شاید در آن زمان اولین اندامهای کاربردی پرینت سه بعدی شده زیستی تولید شده باشند.
برای اینکه بدانید برای سفارش یک پروژه پرینت سه بعدی چه گام هایی را باید بردارید و آشنایی با نکات مهم برای سفارش حتما مقاله سفارش پرینت سه بعدی را مطالعه کنید.
منبع: https://www.3dnatives.com/
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
تهیه و تنظیم از: پرینتر سه بعدی آیدیزاین
به نظر میرسه پرینت سه بعدی هنوز دارای هزینه های سنگینی برای تولید خیلی از قطعات و وسایل باشه ولی در زمینه پزشکی به دلیل اینکه هر مریض با مریض دیگه فرق داره این هزینه قابل توجیه میشه