۸ کاربرد برتر پرینتر سه بعدی در حوزه سلامت
این روزا پرینتر سه بعدی تو بخش‌های تخصصی مثل ارتوپدی، اطفال، رادیولوژی و سرطان‌شناسی حسابی مورد استفاده قرار می‌گیره.
پیشرفتای جدید تکنولوژی باعث شده پرینتر سه بعدی در حوزه سلامت رشد زیادی کنه و پیش‌بینی می‌شه تا سال ۲۰۲۷ ارزشش به ۶.۰۸ میلیارد دلار برسه (تو بخشای نرم‌افزار، سخت‌افزار، خدمات و مواد). این تکنولوژی به شخصی‌سازی درمان کمک زیادی کرده؛ یعنی علائم بیمار بهتر درک می‌شن و درمان دقیق‌تر انجام می‌شه. علاوه بر این، کارایی تو اتاق عمل (OR) بیشتر شده.
پرینتر سه بعدی الان در بخشایی مثل ارتوپدی، اطفال، رادیولوژی، سرطان‌شناسی، جراحی قلب و عروق هم تاثیرای زیادی گذاشته.
دکترا، بیمارستانا و محققای سراسر دنیا از این تکنولوژی واسه این موارد استفاده می‌کنن:
- برنامه‌ریزی قبل از عمل و جراحی‌های سفارشی
- تولید ابزار پزشکی و جراحی
- ساخت قالب، پروتز و ایمپلنت‌های سفارشی
- دندانپزشکی دیجیتال سه بعدی و تجویز دارو
۱. برنامه‌ریزی قبل از عمل
با پرینت سه بعدی، متخصصا می‌تونن با استفاده از اسکن‌های MRI و CT، مدلای مرجعی بسازن که به جراحا کمک می‌کنه برای عمل بهتر آماده بشن.
مثلاً تو سال ۲۰۱۶، یه بچه تو ایرلند شمالی دو تا شکستگی جوش‌نخورده تو ساعدش داشت. نمی‌تونست دستش رو بیشتر از ۵۰٪ بچرخونه و دردش روز به روز بیشتر می‌شد. اسکن و عکسای سی‌تی نشون داد که استخوناش تغییر شکل دادن و نیاز به یه عمل استئوتومی (یعنی یه جراحی سنگین چهار ساعته برای شکل دادن دوباره به استخونا) داره.
ولی جراح با کمک پرینت سه بعدی، یه مدل دقیق از استخونا چاپ کرد و همه چیز تغییر کرد:
- مشکل از ساختار تنگ بین استخونا بود، نه شکل خود استخونا.
- جراحی به جای چهار ساعت، تو کمتر از ۳۰ دقیقه تموم شد.
- بیمار تونست چهار هفته بعد از جراحی، ۹۰٪ حرکت دستش رو به‌دست بیاره.
- درد، مدت ریکاوری و جای زخم بعد از عمل هم خیلی کمتر شد.
این تکنولوژی داره برنامه‌ریزی قبل از عمل رو متحول می‌کنه، چون باعث می‌شه زمان جراحی کمتر بشه، نتیجه عمل بهتر باشه، بیمار سریع‌تر خوب بشه و هزینه‌های بیمارستان هم پایین بیاد.
۲. جراحی سفارشی
با ارزان تر شدن قیمت پرینترهای سه بعدی و دسترسی بیشتر به نرم‌افزارای پزشکی CAD/CAM، بیمارستانای بیشتری دارن مدلای آناتومی رو خودشون پرینت می‌کنن. این پروسه چند مرحله داره:
- پردازش اسکن‌های MRI و CT تو مرحله‌ای به اسم سگمنتیشن.
- طراحی مدلای هر عضو یا بخش بدن.
- تبدیل مدل‌ها به فایل STL، آماده‌سازی برای چاپ و ارسال به پرینتر سه بعدی.
مثلاً بیمارستان رادی کودکان، یه آزمایشگاه نوآوری سه بعدی راه انداخته که توش مدلایی مثل راه‌های تنفسی، قلب و استخونا رو چاپ می‌کنه. تو سال ۲۰۱۹، یه بچه هفت‌ساله که فقط یه بطن کارآمد تو قلبش داشت، اومد بیمارستان. تیم پزشکی یه مدل سه بعدی از قلبش چاپ کردن که هر رگ، شریان و دریچه رو دقیق نشون می‌داد. این مدل به جراحا کمک کرد محل دقیق تغییر مسیر جریان خون رو پیدا کنن.
این مدلهای سه بعدی به جراحا کمک می‌کنه عمل رو بهتر برنامه‌ریزی کنن، درمان بهتری ارائه بدن، زمان جراحی رو کم کنن و حتی برای آموزش دانشجوهای پزشکی مفید باشه.
اگر برای استفاده در بخش آموزش و مهارت ها نیاز به تهیه پرینتر سه بعدی با قیمت مناسب داشتید میتوانید از صفحه قیمت پرینتر سه بعدی دیدن بفرمایید و یا با کارشناسان 3d پارسی تماس بگیرید.
۳. طراحی ابزارهای پزشکی
ابزارای پزشکی باید چند تا شرط مهم رو داشته باشن:
- اندازه و وزنشون باید دقیق و متناسب باشه.
- باید با شکل بدن انسان هماهنگ باشن.
- باید کاربردی باشن و تستای استقامت خاصی رو بگذرونن.
تولید این ابزارا به روشای سنتی خیلی زمان‌بر بود. اما تولیدکننده‌های ابزار پزشکی یه روش جایگزین به اسم استریولیتوگرافی پیدا کردن. تو این روش، یه لیزر که کامپیوتر کنترلش می‌کنه، لایه‌به‌لایه ساختار موردنظر رو می‌سازه.
با این تکنولوژی، پرینتر سه بعدی برای ساخت نمونه اولیه یه دستگاه استنشاقی (به همراه فیکسچرها و جیگ‌های لازم) استفاده شد که این مزایا رو داشت:
- کاهش زمان تولید از ۱-۲ هفته به ۱-۲ روز.
- کاهش هزینه تولید تا ۹۰٪ (از ۲۵۰ پوند به ۱۱ پوند یا ۳۴۳ دلار به ۱۵ دلار).
۴. بهبود ابزارای جراحی
ابزارای جراحی سفارشی مثل دسته چاقو جراحی، انبر یا گیره‌هایی که با پرینتر سه بعدی ساخته می‌شن، به جراحا کمک می‌کنن بهتر عمل کنن، زمان جراحی رو کم کنن و نتیجه بهتری برای بیمار داشته باشن.
این ابزارا از موادی مثل استیل ضدزنگ، نایلون، آلیاژای تیتانیوم یا نیکل ساخته می‌شن و برای استریل شدن کاملاً مناسبن.
یه شرکت آلمانی به اسم Endocon GmbH با استفاده از پرینتر سه بعدی فلزی، یه ابزار جایگزین برای برداشتن لگن مصنوعی ساخته. به‌طور سنتی، این کار با استفاده از قلم جراحی انجام می‌شه و حدود ۳۰ دقیقه طول می‌کشه، ولی گاهی به بافت و استخونا آسیب می‌زنه و باعث می‌شه جایگذاری لگن جدید سخت بشه.
ولی تیغای پرینتر سه بعدی این شرکت، که از آلیاژ استیل ساخته شدن و endoCupcut نام دارن، برش دقیقی رو تو ۳ دقیقه ایجاد می‌کنن. این ابزار نه‌تنها نرخ رد شدن لگن جایگزین رو کم کرده، بلکه زمان و هزینه تولید رو هم کاهش داده.
💡 بیشتر بدانید: پرینتر سه بعدی در پزشکی و بهداشت
۵. ساخت پروتز
پروتزهای ساده تو اندازه‌های از پیش تعیین‌شده موجودن، ولی پروتزای بایونیک سفارشی هزاران دلار هزینه دارن. این وضعیت خیلی از بچه‌ها رو تحت تاثیر قرار می‌ده، چون اونا زودتر از پروتزاشون بزرگ می‌شن و نیاز به قطعات جایگزین سفارشی دارن که فقط تعداد کمی از تولیدکننده‌ها می‌سازنشون.
تو سال ۲۰۱۶، لیمن کانر و ادواردو سالسدو پروتز بایونیکی به اسم Mano-matic ساختن که به کسایی که توان مالی ندارن کمک کنه. طراحای پروتز تو سراسر دنیا می‌تونن با استفاده از پرینت سه بعدی، موانع مالی و زمانی تولید پروتز رو کنار بزنن. هزینه این روش تولید خیلی کمتر از روشای سنتیه و پروتزهای سفارشی تو حدود دو هفته آماده می‌شن. این تکنولوژی یه راه‌حل عالی برای ساخت پروتز های بایونیکیه که حرکات و قدرت گرفتن اعضای بدن انسان رو تقلید می‌کنن.
۶. ایمپلنتای پرینت سه بعدی
پرینتر سه بعدی فلزی به طراحای تجهیزات پزشکی این امکان رو می‌ده که ایمپلنتایی بسازن که عملکرد بهتر، تطبیق بیشتر و دوام بالاتری داشته باشن، مثل ایمپلنتای زانو، ستون فقرات، جمجمه یا لگن.
Electron Beam Melting (EBM) یه تکنولوژیه که توش یه پرتو الکترونی، پودر فلز رو لایه‌به‌لایه ذوب می‌کنه و قطعات با دقت بالایی تولید می‌شن. این ایمپلنتای ارتوپدی ساختارای اسفنجی دارن که شبیه بافت طبیعی استخونه و باعث می‌شه استخونا بهتر با ایمپلنت ادغام بشن (پدیده‌ای به اسم Osseointegration).
تو سال ۲۰۱۶، یه بیمار با توموری که پنج مهره ستون فقراتش رو تخریب کرده بود، تو بیمارستان سوم دانشگاه پکن پذیرش شد. این تومور که ناشی از یه نوع نادر سرطان بدخیم به اسم کوردوما بود، فقط با جراحی قابل درمان بود. ولی ترمیم نقصای بزرگ استخوانی بعد از برداشتن تومور خیلی سخت یا حتی غیرممکن بود.
محققین با استفاده از تکنولوژی EBM، پنج مهره مصنوعی طراحی کردن که دقیقاً مشابه ساختار بدن بیمار بود. این پروتز باعث افزایش ثبات ستون فقرات، کاهش درد و دوام بیشتر شد. دو ماه بعد از جراحی، بیمار تونست بدون بریس راه بره.
ایمپلنتای سفارشی پرینتر سه بعدی یه راه‌حل انعطاف‌پذیر برای موارد سخت ارتوپدی هستن و می‌تونن فرصتای درمانی بیشتری تو آینده ایجاد کنن.
۷. دندانپزشکی دیجیتال سه بعدی
طبق یه گزارش جدید، تا سال ۲۰۲۲، تولید انبوه حدود ۵۰۰ میلیون دستگاه و ترمیم دندانی رو هر سال انجام می‌ده و پیش‌بینی می‌شه تا ۲۰۲۸، ارزش کل این بخش به ۹ میلیارد دلار برسه.
تو صنعت دندانپزشکی، از پرینتر سه بعدی برای ساخت دندان مصنوعی، گایدای جراحی، مدلای پل و مخصوصاً الاینرهای شفاف استفاده می‌کنن؛ دستگاه‌های نامرئی‌ای که برای صاف کردن دندونا طراحی شدن.
برخلاف براکت‌های فلزی، الاینرهای شفاف واقعاً نامرئن و می‌تونین موقع غذا خوردن یا مسواک زدن، راحت درشون بیارین. روش سنتی ساخت الاینرهای شفاف ترکیبی از فرآیندای دستی و دستگاهی بوده که زمان‌بر و سخت بود. اما پرینتر سه بعدی این فرآیند رو سریع‌تر کرده؛ چون قالبای سفارشی الاینرها مستقیم از اسکنای دیجیتالی دندونای بیمار ساخته می‌شن.
یه استارتاپ دندونپزشکی برای تولید قالبای الاینر شفاف، یه روش ساده و مقرون‌به‌صرفه طراحی کرده:
- مشتریا یا با یه کیت خانگی از دندوناشون قالب می‌گیرن یا تو یه مرکز تخصصی اسکن داخل دهانی انجام می‌دن.
- قالبا و اسکن‌ها توسط یه متخصص دندونپزشکی بررسی و یه طرح درمانی طراحی می‌شه.
- شرکت، الاینرهای پرینتر سه بعدی شده رو برای مشتریا می‌فرسته.
بنابراین، پرینت سه بعدی یه روش ارزون و کارآمد برای تولید الاینرهای شفافه؛ چون ابزار و تجهیزاتش گرون نیست و سفارشی‌سازی راحت و مستقیم انجام می‌شه.
💡 بیشتر بدانید: نازک‌ترین روکش دندان زیبایی دنیا
۸. ساده‌سازی مصرف دارو
پرینتر سه بعدی می‌تونه مصرف دارو رو هم با قرصای پرینت سه بعدی ساده‌تر کنه. پلی‌پیل یه مفهومیه که برای بیماران با چند مشکل طراحی شده و شامل پنج محفظه جداگانه برای دارو و دو پروفایل آزادسازی متفاوته.
بیمارایی که از چند بیماری رنج می‌برن معمولاً باید داروهاشون رو تو ساعتای مختلفی از روز مصرف کنن که برنامه‌ریزی‌ش ممکنه سخت و گیج‌کننده باشه. این قرص پرینت سه بعدی، هم دوز دارو و هم تداخل احتمالی داروهای مختلف رو مدیریت می‌کنه و نیاز به تنظیم برنامه مصرف یا نظارت دقیق رو از بین می‌بره.
مزیتای مصرف یه قرص سفارشی برای درمان چند بیماری شامل این موارده:
- افزایش پایبندی بیمار به مصرف داروی تجویز شده.
- امکان شخصی‌سازی داروها یا ترکیب داروهای مختلف.
- کاهش هزینه تولید، چون می‌تونه چند بیماری رو همزمان درمان کنه.
- دسترسی بیشتر به داروهای مقرون‌به‌صرفه و موثر تو کشورای در حال توسعه.
نتیجه‌گیری
با کاهش قیمت پرینترای سه بعدی پیشرفته، تعداد بیشتری از پزشکا و متخصصای پزشکی از این تکنولوژی استفاده می‌کنن تا دستگاه‌های سفارشی و مقرون‌به‌صرفه رو تو زمان کوتاهی تولید کنن، مدلای آناتومی متناسب با بیمار طراحی کنن، راه‌حلای انقلابی تو تشخیص و درمان پیدا کنن و روشای جدید درمانی رو که با نیازای بیمار هماهنگ باشه، ارائه بدن.
پیشرفتای تکنولوژی پرینتر سه بعدی باعث می‌شه مراقبتای سفارشی‌تر و ابزارای پزشکی دقیق‌تر بیشتری در دسترس قرار بگیرن. همزمان، انتظار می‌ره این تکنولوژی تو تخصصای دیگه مثل چشم‌پزشکی، پزشکی بازساختی و بیوپرینتینگ هم تاثیر بزرگی بذاره.
