Tıp Alanında 3 Boyutlu Baskı Teknolojisi Kullanımı

3D baskının çeşitli endüstrilerde birçok işlevi vardır, ancak tıbbi alanda dört ana uygulaması vardır. Allie Nawrat, bu teknolojinin insan organ nakillerinin yerini almak, cerrahi prosedürleri hızlandırmak, gerekli cerrahi aletlerin daha ucuz versiyonlarını üretmek ve protez uzuvlara dayananların yaşamlarını iyileştirmek için nasıl kullanılabileceğini buldu.

Aksi halde 3D baskı olarak bilinen katkı üretimi ilk olarak 1980’lerde geliştirilmiştir. Konunun yeni bir versiyonunu oluşturmak için daha sonra uygun bir materyalin ardışık katmanları halinde basılan konunun dijital bir modelini veya planını almayı içerir. Bu teknik, tıp teknolojisi dahil birçok farklı endüstriye uygulandı (ve kullanıldı). Genellikle, X ışınları, bilgisayarlı tomografi (CT) taramaları, manyetik rezonans görüntüleme (MRI) taramaları ve ultrasonları gibi tıbbi görüntüleme teknikleri, daha sonra 3D yazıcıya beslenen orijinal dijital modeli üretmek için kullanılır.

 

Medikal alanda 3B baskının 2025 yılında 2016 yılında 713.3 milyon dolara kıyasla 3.5 milyar dolar olacağı tahmin ediliyor. Sektörün yıllık bileşik büyüme hızının 2017 ile 2025 arasında% 17.7’ye ulaşması bekleniyor.

Medikal alanda, son yeniliklerle ilişkili dört temel 3D baskısı kullanımı vardır: doku ve organoid oluşturma, cerrahi aletler, hastaya özel cerrahi modeller ve özel yapım protezler.

Üç boyutlu tasarım ve baskı alım süreçleri gibi birbirinden inovatif konulardan oluşan Sertifikalı Eğitmen Eğitimimizi incelediniz mi?

Bioprinting Dokuları ve Organlar

Tıbbi cihaz alanında kullanılan birçok 3B baskı türünden biri de biyolojik baskıdır. Plastik veya metal kullanarak baskı yapmak yerine, bioprinters laboratuarda yapay canlı doku oluşturmak için biyo-mürekkep olarak adlandırılan canlı hücreleri katmanlamak için bilgisayar destekli bir pipet kullanır.

Bu doku yapıları veya organoidler, minyatür ölçekte organları taklit ettikleri için tıbbi araştırmalar için kullanılabilir. Ayrıca insan organ nakillerine daha ucuz alternatifler olarak deneniyorlar.

ABD merkezli tıbbi laboratuvar ve araştırma şirketi Organovo, in vitro organların çalışılmasına ve bazı hastalıkların ilaç geliştirilmesine yardımcı olmak için karaciğer ve bağırsak dokularının basılması konusunda deneyler yapıyor. Mayıs 2018’de, şirket, karaciğer dokusunun işlevselliği için tip 1 tirozinemi için bir programda, vücudun bir enzim eksikliğinden dolayı amino asit tirozini metabolize etme kabiliyetini engelleyen bir durum için klinik veriler sundu.

ABD, Kuzey Carolina’daki Wake Forest Institute, ilaç keşfi ve hastalık modellemesinde potansiyel uygulamaları olan bir 3D beyin organoid geliştirerek benzer bir yaklaşım benimsemiştir. Üniversite Mayıs 2018’de organoidlerinin normal insan anatomisini taklit eden tamamen hücre tabanlı, fonksiyonel bir kan beyin bariyeri olduğunu duyurdu. Ayrıca doğrudan mağdurları yakmak için uygulanabilen 3 boyutlu baskı cilt greftleri üzerinde çalışmaktadır.

“3D baskı, cerrahların karmaşık ameliyatları gerçekleştirmeden önce üzerinde pratik yapmak için kullanabileceği hastaya özel organ kopyaları oluşturmak için kullanıldı.”

3D Baskılı Modellerin Kullanımıyla Cerrahi Hazırlık

Tıbbi alanda 3B baskının başka bir uygulaması, cerrahların karmaşık operasyonlar gerçekleştirmeden önce üzerinde pratik yapmak için kullanabileceği hastaya özgü organ kopyaları oluşturmaktır. Bu tekniğin prosedürleri hızlandırdığı ve hastalar için travmayı en aza indirdiği kanıtlanmıştır.

Bu tip bir prosedür, tam yüz naklinden omurilik prosedürlerine kadar olan ameliyatlarda başarılı bir şekilde uygulanmıştır ve rutin bir uygulama olmaya başlamıştır.

Hastanelerin 3D baskıyı serbestçe kullanma zorunluluğu bulunan Dubai’de doktorlar, dört damarda beyin anevrizması geçirmiş bir hastayı başarıyla kan damarlarında nasıl güvenli bir şekilde dolaştıracaklarını belirlemek için arterlerinin bir 3D baskı modelini kullanarak ameliyat ettiler.

Ocak 2018’de, Belfast’taki cerrahlar, donörünün böbreğinin 3 boyutlu basılmış bir modelini kullanarak 22 yaşında bir kadın için böbrek nakli için başarılı bir şekilde çalıştı. Nakil, donörü olan babası uyumsuz bir kan grubuna sahip olduğundan ve böbreğinin potansiyel olarak kanserli bir kisti olduğu keşfedildi. Cerrahlar, böbreğinin 3B basılı kopyasını kullanarak, tümör ve kistin boyutunu ve yerleşimini değerlendirebildiler.

Cerrahi Aletlerin 3D Baskısı

Forseps, hemostat, neşter tutamaçları ve kelepçeler gibi steril cerrahi aletler, 3D yazıcılar kullanılarak üretilebilir.

3B baskı yalnızca steril araçlar üretmekle kalmaz, bazıları eski Japonca origami uygulamasına dayanır, yani kesindirler ve çok küçük yapılabilirler. Bu aletler, gereksiz yere fazladan hasara yol açmadan küçük alanlarda çalışmak için kullanılabilir.

Cerrahi aletler üretmek için geleneksel üretim yöntemlerinden ziyade 3 boyutlu baskının kullanılmasının ana faydalarından biri, üretim maliyetlerinin önemli ölçüde düşük olmasıdır.

3D Baskı Kullanarak Üretilen Protezler

Tıbbi alanda 3B baskı, kullanıcıya uyacak şekilde uyarlanmış protez uzuvları üretmek için kullanılabilir. Ampute çalışanlarının protezleri geleneksel yoldan almaları için haftalar veya aylar beklemesi yaygındır; Bununla birlikte, 3D baskı işlemi, hastalara geleneksel olarak üretilen protezlerle aynı işlevselliği sunan daha ucuz ürünler yaratmanın yanı sıra, süreci önemli ölçüde hızlandırır.

Bu ürünlerin düşük fiyatı, protez uzuvlarını hızla çıkaran çocuklarla kullanım için özellikle uygulanabilir kılar.

3d uzuv ile ilgili görsel sonucu

3D baskı aynı zamanda hastanın ihtiyaçlarına doğrudan karşılık gelen bir protez tasarlamasını da sağlar. Örneğin, Body Labs, daha doğal bir uyum ve görünüm oluşturmak için hastaların protezlerini tarama yaparak kendi uzuvlarında modellemelerine izin veren bir sistem yarattı. Ayrıca, Massachusetts Institute of Technology’deki araştırmacılar daha konforlu protez prizler tasarlamaya çalıştılar.