چاپ سه بعدی چه نقشی در پزشکی دارد؟
در دنیای اکنون که هر روز با تازه‌های تکنولوژی شگفت‌زده می‌شویم، فناوری چاپ سه بعدی در پزشکی ما را به نقطه‌ی عطفی می‌رساند که اتفاقات پس از آن، باورکردنی نیست. چاپ سه بعدی به معنی تولید اجسام جامد سه بعدی با استفاده از فناوری دیجیتال است. شاید کمی پیچیده به نظر برسد. اما این اتفاق درست شبیه به عملکرد یک پرینتر لیزری است که تصویر درون کامپیوتر را روی کاغذ به نمایش در می‌آورد. نتیجه‌ی کار پرینتر دو بعدی است. حالا تصور کنید که این تصویر به صورت سه بعدی به نمایش در بیاید. این کاری است که چاپگرهای سه بعدی (3D printers) انجام می‌دهند. امروزه استفاده از چاپ سه بعدی در پزشکی بسیار گسترده شده است. در این مقاله دکترنکست چند حوزه مهم استفاده از این تکنولوژی در علوم مرتبط با سلامت را توضیح می‌دهیم:
شخصی‌سازی تجهیزات پزشکی
تجهیزات پزشکی مورد استفاده برای بیماران هزینه‌های سرسام‌آوری دارد. آمریکا در سال ۲۰۱۸ اعلام کرد که در طول یک سال حدود ۲۰۰ میلیارد دلار برای این تجهیزات هزینه شده است. تکنولوژي چاپ سه بعدی روشی نوین برای کاهش این هزینه‌ها می‌باشد. با استفاده از این فناوری، آتل‌های سه بعدی تولید شدند که نه تنها در زمان کوتاه‌تر و با هزینه کمتری به دست بیمار می‌رسند، بلکه می‌توان این آتل‌ها را دقیقا مطابق با شکل بدن بیمار تهیه کرد.
در سال ۲۰۱۱ نوزادی نارس مبتلا به یک اختلال مادرزادی در آمریکا به دنیا آمد. این اختلال باعث شده بود که نای نوزاد تنگ شود. بنابراین جراحان نای او را برداشتند و به روش سنتی لوله تنفسی به او متصل کردند. اما با استفاده از روش چاپ سه بعدی یک آتل زیست‌تخریب‌پذیر برای نای او شبیه‌سازی و جایگزین شد. پس از گذشت یک سال، بدن نوزاد نای را بازسازی کرد و شبیه‌ساز به مرور و بدون ایجاد هیچ‌گونه آسیب به بدن، جذب و دفع شد. نوآوری دیگر در این زمینه تولید سوزن‌های چاپ سه بعدی برای بررسی قند خون و دیابت بیمار بود. این سوزن‌ها بدون درد و کم خطر هستند و دستگاه‌هایی با قابلیت سنجش مداوم قند خون فراهم می‌آورند.
تحولی بزرگ در درمان سرطان
چین و آمریکا موفق شدند با استفاده از چاپ سه بعدی، تومورهای سرطانی را خارج از بدن شبیه‌سازی کنند. با این روش می‌توان مکانیسم عمل، رشد و گسترش تومورها را شناسایی و بررسی کرده و داروهای ضدسرطان کارآمدتری تولید کرد.
پرینت سه بعدی و تپش قلب
یکی دیگر از کاربردهای چاپ سه بعدی در پزشکی، تولید شبیه‌سازهای قلب حیوانات با استفاده از اسکن‌هایی است که از این اندام تهیه می‌شود. به این شبیه‌سازها الکتریسیته القا می‌شود و با قرار دادن این شبیه‌سازها روی قلب، فعالیت الکتریکی تقویت می‌شود. این روش برای درمان بسیاری از بیماری‌های قلبی موثر خواهد بود.
آموزش دانشجویان و جراحان
تهیه مدل‌های چاپ سه بعدی از اندام‌های بدن، این امکان را فراهم می‌آورد که دانشجویان پزشکی با بیشترین بازده مفاهیم آموزشی را یاد بگیرند. همچنین شبیه‌سازی شرایط جراحی برای جراحان به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا جراحی را تمرین کرده و مشکلات احتمالی و خطرات عمل را شناسایی کنند. همچنین در استفاده از چاپ سه بعدی دیگر لازم نیست برای بررسی آناتومی و پاتولوژی‌ها از کالبد بی‌جان انسان استفاده کرد.
خداحافظی با مشکلات حرکتی
در جهان حدود ۳۰ میلیون نفر به تجهیزات حرکتی از جمله پروتز نیاز دارند. اما جالب است بدانید از میان کسانی که دچار نقص عضو هستند و به پروتز نیاز دارند، فقط ۸۰٪ از آن‌ها به این تجهیزات دسترسی دارند. در آینده‌ای نزدیک، چاپ سه بعدی در پزشکی جایگزین پروتزهای امروزی شده و در زمانی کوتاه و با هزینه‌ای کمتر، تجهیزات حرکتی را در اختیار بیماران قرار می‌دهد.
در سال ۲۰۱۴، یک دختر ۲۲ ساله به دلیل اینکه استخوان اضافه‌ای در جمجمه‌اش وجود داشت، بینایی‌اش را از دست داده بود. جراحان با استفاده از چاپ سه بعدی، یک ایمپلنت پلاستیکی را دقیقا مشابه با بخشی از جمجمه این دختر تهیه و جایگزین کردند و توانستند از این طریق جان او را نجات دهند.
چاپ سه بعدی، حتی در ابعاد کوچکتر
از چاپ سه بعدی می‌توان در تولید ایمپلنت‌های کوچک و پیچیده نیز استفاده کرد. در این روش قالب‌های مورد نظر با مواد زیست سازگار پر می‌شوند. پس از حل شدن قالب‌ها در حلال مناسب، مواد زیست سازگار با قالب دلخواه آماده می‌شوند.
وقتی مفهوم صف پیوند بی‌معنا می‌شود
چاپ سه بعدی در پزشکی تا جایی پیشرفت کرده است که شرکت‌های مرتبط با این تکنولوژی توانسته‌اند اندام‌های بدن را شبیه‌سازی کنند. برای مثال رگ‌های خونی و دریچه قلب با استفاده از چاپ سه بعدی تولید شده‌اند و در انواع بیماری‌های قلبی عروقی استفاده می‌شوند. حتی شبیه سازی اندام‌های غضروفی مثل گوش و بینی نیز امکان‌پذیر است. به طوری که قالب شبیه به گوش را از سلول‌های غضروفی گاو پراکنده شده در کلاژن پر می‌کنند. پس از آن، این سلول‌ها به تولید ماتریکس خارج سلولی می‌پردازند و ساختار گوش را تشکیل می‌دهند. در سال ۲۰۱۴ شرکت Organovo اعلام کرد که با روش چاپ سه بعدی کبد ساخته است. این کبد در سال ۲۰۱۸ تحت مطالعات بالینی نیز قرار گرفته است.
پایان دادن به تست‌های آزمایشگاهی بر روی خرگوش
تولید پوست با استفاده از چاپ سه بعدی این امکان را فراهم کرده است که محصولات آرایشی، شیمیایی و دارویی به جای حیوان، بر روی این نوع پوست بررسی شوند. همچنین از این پوست می‌توان برای درمان انواع اختلالات پوستی از جمله سوختگی‌های شدید استفاده کرد.
تولید دارو در خانه!
فناوری چاپ سه بعدی به حوزه داروسازی نیز نفوذ پیدا کرده است. اولین داروی تولید شده با استفاده از این تکنولوژي در سال ۲۰۱۵ توسط سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) تایید شد. شرکت‌های فعال در این حوزه نوید روزی را می‌دهند که هرکس بتواند در خانه‌ی خود با استفاده از یک پرینتر چاپ سه بعدی به تولید داروهایش بپردازد!
