Druk 3D w medycynie

Lista dziedzin, w których druk 3D znajduje zastosowanie jest naprawdę długa, jednak dla wielu osób bezdyskusyjnie priorytetową pozycję zajmuje medycyna. Niektórzy w rozwoju technologii postrzegają nawet szansę na usprawnienie terapii onkologicznych, ortopedycznych i transplantologicznych. Dowiedz się więcej o specyfice tego rodzaju druku przestrzennego.

1. Jak stosuje się druk 3D w medycynie?

2. Możliwe zastosowania druku 3D w medycynie?

3. Potencjał rozwoju

W medycynie najszersze zastosowanie znajdują metody oparte na tworzeniu obiektów w technologii addytywnej. Przyszłość należy zarówno do tradycyjnego FFF, jak i zaawansowanych wydruków wykorzystujących komórki macierzyste.

Jak stosuje się druk 3D w medycynie

Zasada, zgodnie z którą powstają medyczne wydruki przestrzenne, jest bardzo prosta. Każdy obiekt tworzony jest na zasadzie nakładania warstw, co idealnie sprawdza się przy pojedynczych prototypach oraz niewielkich seriach poszczególnych elementów. Oczywistym skojarzeniem jest w tym przypadku protetyka stomatologiczna, która wymaga indywidualnego dopasowywania  implantu, plomby lub korony zębowej. Osiągnięcia technologiczne znacząco skracają czas oczekiwania z tygodnia do zaledwie kilku godzin.

Na stomatologii potencjał wydruków 3D nie kończy się. Już teraz w technologii tej powstają protezy kości oraz drobne elementy. Ponad dekadę temu powstał nawet pęcherz moczowy, który wprowadził druk trójwymiarowy w medycynie na kolejny poziom. Specjalne drukarki pozwalają uzyskiwać przestrzenne i bardzo precyzyjne struktury.

Możliwe zastosowania druku 3D w medycynie

Dzięki drukowi 3D, w Polsce i zagranicą powstają naprawdę spektakularne realizacje. Jednej z amerykańskich firm udało się stworzyć nawet wydruk ludzkiej wątroby – na razie przeznaczony jedynie do testów. Jeśli badania zakończą się sukcesem oznaczałoby to ogromne szanse dla wielu ludzi.

• Druk 3D a rekonstrukcje twarzy

Technologia drukowania przestrzennego od dłuższego już czasu jest wykorzystywana przy tworzeniu elementów przydatnych w chirurgii plastycznej. Robi się to także w Polsce, czego potwierdzeniem jest historia gliwickiego pacjenta, którego maszyna do cięcia kamieni pozbawiła większości twarzy, możliwości samodzielnego jedzenia i oddychania. Wydruki fragmentów twarzy zostały stworzone z żywicy poliakrylowej utwardzanej światłem UV. W Londynie z kolei przygotowywano modele dla pacjentów po terapiach onkologicznych wpływających na wygląd twarzy.

• Druk 3D a protetyka

Dzięki wykorzystaniu druku 3D można tworzyć zaawansowane protezy kończyn. Mimo że zasada działania jest dość skomplikowana, koszt przygotowania takiego elementu nie przekracza zwykle kilkuset dolarów. Równie ciekawym przykładem jest ażurowy gips – równie wytrzymały, co tradycyjny, a przy tym bardziej lekki i higieniczny.

• Druk 3D a implanty

Do tej pory najbardziej znanym przykładem zastosowania technologii 3D w implantologii był przeszczep implantu czaszki. Element zajmował około 75% powierzchni głowy. Oprócz tego spektakularnego działania wydruki przestrzenne wykorzystuje się również na mniejszą skalę, na przykład przy medycznych modelach stawów, zwłaszcza biodrowych, kości czy połączeń kostnych. Przed właściwą operacją chirurdzy przeprowadzają często również próby i testy na ćwiczeniowych częściach. Pozwala im to na lepsze przygotowanie się.

• Druk 3D a komórki macierzyste

To już zaawansowana technologia, na razie realizowana w ośrodku naukowym w Edynburgu. Komórki macierzyste drukowane są na podstawie ludzkich.

• Druk 3D a kardiologia

Druk 3D tkanek serca i naczyń krwionośnych z powodzeniem przeprowadza się już od kilkunastu lat. W 2008 roku w Stanach Zjednoczonych powstały pierwsze żyły i fragmenty serca, które pracowały jak prawdziwe.

• Druk 3D skóry

Drukowanie fragmentów skóry o różnej wielkości nadal pozostaje w sferze badań, jednak naukowcy już mogą poszczycić się pewnymi osiągnięciami w tej dziedzinie. Cały proces odbywa się w technologii in situ, co oznacza, że warstwy materiału biologicznego są nakładane bezpośrednio na ranę. Specjaliści zakładają, że dopracowanie procesu okaże się przełomem w leczeniu rozległych oparzeń.

• Druk 3D organów

To podstawowy cel, który przyświeca teraz naukowcom. Druk 3D gotowych organów mógłby zwiększyć liczbę przeszczepów, ponieważ eliminowałby konieczność oczekiwania na narząd od dawcy.

Oczywiście, zastosowanie druku 3D może być znacznie szersze. Mówi się o nim także w kontekście przygotowywania leków czy zastępowania szyn gipsowych.

Potencjał rozwoju

Zastosowanie wydruków 3D w medycynie może w przyszłości stać się przedsięwzięciem realizowanym na bardzo szeroką skalę. Eksperci mówią nawet, że często powtarzane hasło o braku części zamiennych dla ludzkiego organizmu może nawet wyjść z użycia.

Od narządów wewnętrznych, przez kości i implanty, aż po leki, egzoszkielety, lekkie gipsy i szyny gipsowe czy modele ćwiczeniowe – to tylko niektóre elementy zasługujące na uwagę, które już są realizowane przez naukowców. Przyszłość jest zatem bardzo obiecująca i wielu pacjentów może spoglądać w nią z nadzieją.