Wydarzenie skupiające środowisko naukowe, inżynierów, lekarzy zajmujących się tematyką druku 3D miało miejsce 29 października w Warszawie w Instytucie Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej. Ta technologia wykorzystywana jest w przemyśle, biologii, architekturze, motoryzacji czy lotnictwie. Zastosowanie drukowania 3D w branży medycznej i stomatologicznej dynamicznie się rozwija.
Czym właściwie jest drukowanie w trójwymiarze? Ogólnie, drukarki 3D umożliwiają uzyskiwanie struktur przestrzennych z niespotykaną precyzją. Jak przebiega proces wydruku z takiego urządzenia? Jeśli chodzi o bioprinting, specjalna drukarka wyposażona w dwie głowice drukuje obiekty z ogromnym podobieństwiem do naturalnych struktur. Jedna z głowic nanosi komórki, które umieszczane są w specjalnym spoiwie-kolagenie bądź hydrożelu.
– W przypadku bioprintingu wydrukowanie obiektu biologicznego czy rusztowania dla późniejszego zbudowania na tym rusztowaniu struktury z komórek jest bardzo wymagającym procesem – ocenia drMarcin Binkowski z Laboratorium Mikrotomografii Zakłądu Komputerowych Systemów Biomedycznych Instytutu Informatyki na Uniwersytecie Śląskim. – W Polsce realizowane jest przez zaledwie kilka ośrodków.
Technologię tę wykorzystuje się do drukowania implantów kościozastępczych, które znajdują zastosowanie u pacjentów po wypadkach, wypełniając ubytki w tkance kostnej. Drukarki 3D mogą również służyć do stworzenia modeli wspomagających zabiegi rekonstrukcyjne, np. w przypadku przeszczepu twarzy, którego u 33-letniego pacjenta dokonał po raz pierwszy w Polsce zespół lekarzy Chirurgii Rekonstrukcyjnej i Naczyniowej Centrum Onkologii w Gliwicach.
Współpraca między inżynierem konstruującym model 3D oraz lekarzem chirurgiem jest niezwykle ważna. Umożliwia skrócenie czasu zabiegu oraz pozwala na pewność ruchów chirurga w trakcie operacji. Jak wygląda zabieg zastąpienia kości twarzoczaszki?
– Chory fragment kości jest identyfikowany i oznaczony do wycięcia, a na to miejsce zostaje wszczepiony odpowiedni fragment z innej kości tego samego pacjenta, kości strzałkowej – opisuje drMarcin Binkowski. – Oprócz tkanki kostnej, w takim zabiegu przeszczepiony jest też cały układ naczyniowy i skóra, po to aby ułatwić przyjęcie obiektu przez pacjenta. Unika się tym samym odpowiedzi układu immunologicznego
– Taki zindywidualizowany implant, dobrany do konkretnego pacjenta, wykonany z odpowiedniego materiału jest wytworzony tak, aby jak najdokładniej pasował do kształtu i wielkości danego ubytku. Osiąga się lepszy efekt funkcjonalny i umożliwia szybszy powrót do zdrowia chorego – podkreśla drMarcin Elgalal, lekarz, jeden z współtwórców Pracowni Indywidualnych Implantów Medycznych, która funkcjonuje od 2011 roku w Łódzkim Regionalnym Parku Naukowo-Technologicznym.
Innymi przykładami zastosowania tej technologii w medycynie jest wytworzenie sztucznej tchawicy, bionicznego ucha, implantów czaszki, endoprotezy stawu biodrowego, ażurowego gipsu w przypadku złamań kończyn, a w końcu sztucznych narządów. Do tego celu wykorzystywany jest specjalny rodzaj lekkiego, ale wytrzymałego gipsu wymyślonego przez nowozelandzkiego studenta.
– Wprowadzenie techniki stereolitografii było pewnego rodzaju przełomem w technikach projektowania. Ze względu na swoją dokładność i trwałość modeli pozwoliło na ich dalszy rozwój – mówi dr inż. Janusz Domański z Zakładu Konstrukcji Maszyn i Inżynierii Biomedycznej w Instytucie Mechaniki i Poligrafii na Wydziale Inżynierii Produkcji Politechniki Warszawskiej.
Kluczowym wydarzeniem w historii druku 3D w medycynie było uzyskanie pęcherza moczowego przy użyciu tej technologii. Ponad 10 lat temu zespół naukowców pod kierownictwem dr. Anthonego Ataly z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej w Stanach Zjednoczonych, wszczepił pacjentowi powiększony pęcherz, a kilka lat później ten sam zespół opracował miniaturową nerkę.
Źródła:
Artykuł zrealizowano na podstawie materiałów dla uczestników Konferencji oraz w oparciu o poniższe źródła:
http://www.poradnikzdrowie.pl/sprawdz-sie/ciekawostki/przeszczep-twarzy-w-gliwicach-jak-wykonano-pierwszy-w-polsce-przeszcze_41535.html
http://3dtech.cba.pl/historia-druku-3d/
http://www.3dmaster.com.pl/nowinki-3d/54-nowoci/targi/ciekawostki-3d/147-drukarki-3d-a-medycyna
