کاربردهای چاپ در صنعت پزشکی و تولید لوازم پزشکی – بخش 3
این بیمار از یک بیماری نادر رنج می برد که باعث می شد در داخل جمجمه او استخوان اضافی رشد کند که مغز او را فشار می‌داد. این رشد پس از گزارش سردرد شدید و سپس از دست دادن بینایی و کنترل حرکتی فرد کشف شد. در نتیجه اگر درمان نمی‌شد، استخوان اضافی او را می‌کشت.
یک تکنیک جدید پرینت سه بعدی، ایجاد ایمپلنت‌های زیست پزشکی بسیار کوچک و پیچیده است. مهندسان و دانشمندان زیست پزشکی در دانشگاه RMIT استرالیا یک پرینت سه بعدی «معکوس» ایجاد کردند که به اندازه کافی همه کاره است تا بتوانند از آن در پزشکی استفاده کند. این رویکرد شامل چاپ قالب‌های چسب است که می‌توان آن را با پرکننده بیومتریال پر کرد. هنگامی که قالب حل شد، ساختار بیومتریال باقی می ماند.
پرینت سه بعدی بیومواد
پرینت سه بعدی در پزشکی ابزاری قدرتمند برای مهندسی بافت است. مهم نیست که در مورد خون، استخوان، قلب یا پوست باشد. در ادامه به بررسی برخ یاز این موارد خواهیم پرداخت:
• عروق خونی
محققان دانشگاه هاروارد اولین کسانی بودند که از یک چاپگر سه بعدی سفارشی و یک جوهر حل شونده برای ایجاد نمونه‌ای از بافت استفاده کردند که حاوی سلول‌های پوستی در هم تنیده با مواد ساختاری است که به طور بالقوه می تواند به عنوان رگ‌های خونی در آینده عمل کند. شبکه عروقی باعث می‌شود که مایعات، مواد مغذی و عوامل رشد سلولی به طور یکنواخت در سراسر بافت پخش شوند.
به عنوان گام بعدی، مهندسان کره‌ای رگ‌های خونی قابل کاشت پرینت سه بعدی را ایجاد کرده و با موفقیت آن‌ها را در موش کاشته‌اند. با این فرآیند، آن‌ها امیدوارند که رگ‌های خونی مصنوعی کارآمد مورد نیاز برای درمان بیماری‌های قلبی عروقی را توسعه دهند.
• استخوان
در ادامه کاربردهای چاپ در صنعت پزشکی و تولید لوازم پزشکی، پروفسور Susmita Bose از دانشگاه ایالتی واشنگتن چاپگر سه بعدی را تغییر داد تا مواد شیمیایی را به پودر سرامیکی متصل کند و داربست‌های سرامیکی پیچیده‌ای ایجاد کند که باعث رشد استخوان به هر شکلی می‌شود. این امر کمک می‌کند تا تعویض مفصل ران و زانو از طریق ایجاد یک پوشش مبتنی بر فسفات کلسیم سازگار با بدن برای مواد ایمپلنت دوام بیشتری داشته باشند.
پس از یکپارچه شدن، انتظار می‌رود که ایمپلنت‌های پوشش داده شده بیشتر دوام بیاورند، احتمالاً عمر ایمپلنت‌های موجود را دو برابر می‌کند. در همین حال، محققان شروع به استفاده از مرجان‌های دریایی یا گرافن و سرامیک برای ایجاد ساختارهای استخوان مانند با چاپ سه بعدی کردند.
همچنین با استفاده از یک روش جدید در دانشگاه نیو ساوت ولز در سیدنی، استرالیا، پزشکان می‌توانند بافت استخوانی جدیدی را در طول جراحی دقیقاً در جایی که نیاز است ایجاد کنند. پروفسور کریستوفر کیلیان، که این فناوری را توسعه داده است، می‌گوید: «ما می‌توانیم مستقیماً به داخل استخوانی برویم که در آن سلول‌ها، رگ‌های خونی و چربی وجود دارد، و ساختار استخوان مانندی را که از قبل حاوی سلول‌های زنده است، درست در آن ناحیه چاپ کنیم.»
• دریچه قلب
جاناتان بوچر از دانشگاه کرنل یک دریچه قلب را با همان معماری تشریحی مانند دریچه اصلی با پرینت سه بعدی توید کرده است که به زودی روی گوسفند آزمایش خواهد شد. او از ترکیبی از سلول‌ها و بیومواد برای کنترل سفتی دریچه استفاده کرد.