Przemysłowy druk 3D w medycynie

Przemysłowy druk 3D w medycynie / Przykłady praktycznego zastosowania

Obiekty drukowane metodą 3D robią wrażenie. Swoim wyglądem, krótkim czasem produkcji, niską ceną i funkcjonalnością. Narzędzia, części do samochodu, ubrania, buty, gadżety. Wszystko to jednak blednie w obliczu wykorzystania druku 3D w medycynie. Ratowanie życia, przywracanie jego komfortu, a także ułatwianie funkcjonowania pacjentom to zalety, które z pewnością docenią zwłaszcza te osoby, które same miały poważne problemy zdrowotne lub dotyczą one ich bliskich. Dlatego w tym miejscu nie może zabraknąć tematu, w którym przedstawimy zastosowanie druku 3D w medycynie.

Zastosowanie druku 3d w mecycynie
Zastosowanie druku 3d w mecycynie

Rekonstrukcje twarzy przy zastosowaniu druku 3D

Zaczynamy od możliwości, jakie daje drukowanie 3D w rekonstrukcji twarzy. Osoby, które zostały okaleczone w wypadkach, czy też cierpiące na nowotwory atakujące okolice twarzy mogą obecnie mieć nadzieję, że uda się je zrekonstruować tak, by mogły normalnie funkcjonować. I mówiąc o funkcjonowaniu, mamy tu nie tylko na myśli oddychanie, jedzenie czy też mruganie powiekami. Zdeformowana twarz często uniemożliwia pacjentom przede wszystkim funkcjonowanie w społeczeństwie. Drukarki 3D mogą tworzyć modele fragmentów twarzy na przykład z żywicy poliakrylowej utwardzanej światłem ultrafioletowym (takie właśnie modele zastosowano między innymi w słynnym przypadku pacjenta z Katowic). Unikalną protezę twarzy z nylonu udało się też stworzyć naukowcom ze szpitala University College w Londynie.

Drukowanie protez 3D

Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że protezy to niezwykle drogie sprzęty (nawet takie najprostsze!). Modele protez wydrukowane w technologii 3D mogą być nie tylko kilkunastokrotnie tańsze, ale również – co, podobnie jak w przypadku rekonstrukcji twarzy ma ogromne znaczenie – znacznie bardziej estetyczne. Co więcej, ich produkcja jest tak prosta, że będąc w posiadaniu drukarki 3D, można posłużyć się projektami z Internetu i… stworzyć ją samemu. Dodajmy, że chodzi tu zwykle o protezy ręki. W przypadku protez nóg z drukarek 3D najczęściej korzysta się po to, by stworzyć efektowną (dizajnerską!) osłonę na konstrukcję protezy.

Druk 3D implantów

Druk 3D w medycynie służy także do tworzenia implantów. Tu najbardziej spektakularne – o ile można tak powiedzieć – wydają się implanty czaszki, gdyż mogą uratować życie pacjentom po poważnych urazach głowy. Proces tworzenia takiego implantu zaczyna się od wykonania skanów MRI czaszki. Na ich podstawie modeluje się implant, a samo drukowanie implantu odbywa się przy użyciu polimerów, które nie wpływają negatywnie na jakość wykonywanych w późniejszym czasie zdjęć rentgenowskich. Zastosowanie druku 3D przy tworzeniu implantów pozwala skrócić czas operacji i zwiększa bezpieczeństwo pacjenta pod kątem ewentualnych powikłań.

Gips z przemysłowej drukarki 3D

Jeśli chodzi o drukowanie gipsu w technologii 3D, mamy do czynienia przede wszystkim z dwoma ciekawymi rozwiązaniami. Pierwsze z nich to gips ażurowy (i tak, skojarzenie z koronką jest tu jak najbardziej na miejscu). Jest on nie tylko lekki i wytrzymały, ale także higieniczny (dostęp powietrza) i bezpieczny. Po prostu wszystko przez niego widać! Gips 3D może też zawierać dodatkowe rozwiązania technologiczne. W jego skorupie (już nie ażurowej) montuje się na przykład czujniki, które generują odczyty zawierające ważne informacje na temat stanu kończyny.

Egzoszkielet wydrukowany metodą 3D

Egzoszkielet to urządzenie pozwalające na chodzenie osobom po urazach kręgosłupa. Zdanie to brzmi dość optymistycznie. Jak do tej pory, pozwala ono jedynie na bardzo powolne, ostrożne ruchy. Nawet jednak wyprostowana postawa ciała i takie delikatne ruchy są w stanie poprawić krążenie w organizmie pacjenta. Swobodne chodzenie czy wykonywanie codziennych czynności pozostają jeszcze w sferze projektów, ale zastosowanie druku 3D przy produkcji egzoszkieletów pozwala na wysoką personalizację komponentów, dzięki czemu rośnie komfort ich używania i poprawie ulega prawidłowy rozkład masy ciała.

Przemysłowy druk 3D w medycynie
Przemysłowy druk 3D w medycynie / Modele anatomiczne.

Modele anatomiczne 3D

Modele anatomiczne tworzone w trzech wymiarach mają ogromne znaczenie dla rozwoju medycyny. Wykorzystuje się je między innymi do przeprowadzania symulacji zabiegów chirurgicznych. Takie modele pozwalają chirurgowi przewidzieć możliwe komplikacje, a także rozpoznać warunki, jakie będą panować w czasie operacji na żywym organizmie. Lekarze wykorzystują do symulacji modele stawów, łączeń kostnych, kości, serca, wątroby, nerek.

Podobne realizacje można zobaczyć korzystając ze strony internetowej polskiej firmy Omni 3D tworzącej przemysłowe drukarki 3D oraz realizującej przemysłowe wydruki 3D w swoich „drukarniach”.

Biodruk

Biodruk zasługuje tu na szczególną uwagę. Daje on nadzieję pacjentom na odzyskanie utraconych organów w stopniu, który dotąd był nieosiągalny. Ponadto, jeśli rozwój biodruku pójdzie w dobrym kierunku, być może w przyszłości nie będzie już konieczności znalezienia dawcy. Jak dotąd udało się już wydrukować metodą 3D wiele ważnych organów:

  1. Rogówka oka. Projekt powstał w Korei Południowej, gdzie badaczom udało się stworzyć biotusz o pełnej przezroczystości i odpowiedniej elastyczności, odpowiadającym cechom rogówki,
  2. Skóra. Jej drukowanie 3D znajduje się wciąż na etapie badań, ale już wiadomo, że proces ten będzie polegał na bezpośrednim nakładaniu na ranę warstwy materiału biologicznego wraz z fibroblastami, które w naturze produkują kolagen,
  3. Komórki macierzyste. Prace nad nimi odbywają się na uniwersytecie w Edynburgu. Powstała tam drukarka umożliwiająca tworzenie jednorodnych kropli, w których rozwijają się komórki,
  4. Organy. Rozwój prac nad biodrukiem daje nadzieję, że w przyszłości powstaną organy mogące działać tak jak „części zamienne” dla naszego organizmu: uszy, nerki, kości.

Tabletki 3D

Zastosowanie druku 3D do wytwarzania tabletek daje ogromne możliwości personalizowania dawki. Jak dotąd, możemy się poszczycić jednym lekiem, który został dopuszczony do produkcji 3D w Ameryce. Jego nazwa to Spritam i stosuje się go do łagodzenia ataków padaczki. Być może w przyszłości lekarz nie będzie musiał wybierać spośród leków o różnych dawkach dostępnych na rynku, ale będzie zlecał w aptece wydrukowanie tabletek o ściśle przepisanej zawartości odpowiedniej dla danego pacjenta.

Przemysłowy druk 3D w stomatologii

Technologia 3D wykorzystywana jest również chętnie w stomatologii, zarówno w protetyce, jak i w ortodoncji czy implantologii. Pozwala ona między innymi na:

  • Szybsze tworzenie łuków zębowych,
  • Wytwarzanie koron i mostów z precyzją sięgającą nawet 16 μm,
  • Dopasowanie nakładek do każdego pacjenta,
  • Drukowanie szyn z materiałów biokompatybilnych,
  • Drukowanie aparatów korekcyjnych.

A Wy jakie widzicie praktyczne zastosowanie przemysłowego druku 3D w medycynie?

Leave a Reply