3D baskı hala nispeten yeni bir üretim türüdür, ancak sağlık ve yaşam bilimleri de dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde niş uygulamalar bularak baskı yöntemleri, malzemeler ve tasarım olanakları açısından şimdiden önemli ölçüde genişlemiştir.
3D baskı, hastaya veya eldeki özel göreve göre uyarlanmış özel, kişiselleştirilmiş ürünlerin üretilmesini sağlayarak cerrahi ve diş hekimliğinin yanı sıra protez ve implant tasarımının gerçekleştirilme şeklini de dönüştürüyor.
Bu makale cerrahi aletlerin üretilmesinden organ bağışlarının kolaylaştırılmasına kadar sağlık hizmetlerinde 3D baskının çeşitli uygulamaları ele almaktadır. 3D baskı genellikle, termoset plastiklerde olduğu gibi, malzemenin dökme malzemeden (eksiltici) çıkarılmak veya hemen şekillendirilmek üzere kalıplanmak yerine birbirini izleyen katmanlar veya aşamalar halinde eklendiği bir eklemeli üretim yöntemini tanımlamak için kullanılır.
Genellikle reçine baskı olarak bilinen stereolitografi, bir UV lazerin fotopolimer reçineye katman katman hedeflendiği, sertleştirildiği ve sıvının katı bir üç boyutlu yapıya dönüştürüldüğü en eski 3D baskı tekniklerinden biridir.
Bu teknoloji 1984 yılında patentlenmeden önce 1970’lerde araştırılmıştır ve özel üretim parçalar üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kullanılan reçine türü uygulamaya göre uyarlanabilir;
biyolojik bir implant veya protez durumunda biyouyumluluk için, gerektiğinde tokluk ve sertlik için vb. örneklerini sıralayabiliriz.
MIT’den Profesör Ely Sachs “3D baskı” terimini 1995 yılında, toz yatağı füzyon 3D baskı olarak bilinen bir işlem olan bir toz yatağına bir bağlayıcı çözeltiyi ekstrüde etmek için mürekkep püskürtmeli yazıcıları modifiye etmek üzerinde çalışırken ortaya attı.
Bu baskı süreci, bir ekstrüzyon kafasını bir platform üzerinde üç boyutlu olarak hareket ettirmek için bir çerçeve kullanan, kaynaşmış biriktirme modelleme (FDM) 3D baskı gibi günümüzde daha yaygın olarak kullanılan formların çoğuna dönüşmüştür.
Şu anda, her biri çeşitli modifikasyonlara sahip olan ve kişiselleştirilmiş nesnelerin çok çeşitli malzemelerde, değişen derecelerde kolaylık ve erişilebilirlik, kalite ve tıbbi amaçlara uygunluk ile yapılmasına olanak tanıyan 18’den fazla 3D baskı yöntemi bulunmaktadır.
Cerrahi alet ve ekipmanlardaki gelişmeler
3D baskı, hassas eğitim modelleri, özelleştirilmiş aletler ve implantasyon veya doku onarımı için iskeleler gibi cerrahi araçlar oluşturmak için hızla kullanılmaktadır.
3D baskı teknolojisinin en önemli faydalarından biri, cerrahlardan ve diğer tıp uzmanlarından gelen hızlı girdilere dayanarak yeni oluşturulan aletlerde yinelemeli değişiklikler yapma yeteneğidir; tasarım değişiklikleri silico’da yapılabilir ve yeni bir cihaz bir gecede basılabilir.
Hastaya özgü eğitim modellerinin oluşturulabilmesi, çeşitli tarama teknolojileriyle belirlenen hastanın iç organlarının ayrıntılı bir şekilde yeniden üretilmesine olanak tanıdığından, ameliyatın gerçekleştirilme biçiminde devrim yaratma potansiyeline sahiptir.
Bu, ameliyat sırasında doktorlar için sürprizleri azaltır ve daha karmaşık prosedürlere hazırlanmaya büyük ölçüde yardımcı olur.
Kişiselleştirilmiş protezler ve implantlar
Normal seri üretim protezlerle ilgili en büyük endişelerden bazıları terk edilme etrafında döner; kullanıcı protezi giymeyi bırakır çünkü hoş değildir, gariptir veya estetik olarak istenmez.
Kas kasılmaları yoluyla robot hareketini koordine edebilen biyonik protezler, düzgün çalışma ve konfor sağlamak için dikkatlice konumlandırılmalı ve sabitlenmelidir.
3D baskı teknolojilerinin sağladığı özel boyutlandırma, biyouyumlu bileşenlerden, belki de daha karmaşık tasarımlarda ve geleneksel protezlere göre daha düşük kütleli, çok daha rahat protezlerin üretilmesini sağlar.
Johns Hopkins Hastanesi’nde 2014 yılında düzenlenen Prosthetists Meet 3D Printers sempozyumu, protezlerin 3D baskısının mevcut durumunu ve geleceğini tartışmak üzere tıp ve 3D baskı uzmanlarını bir araya getirdi.
Halihazırda protezler için 3D baskının kullanılması amacıyla çok çeşitli ortak faaliyetler devam etmektedir. Örneğin protez cihazları, çeşitli özel web sitelerinden indirilip evde basılmak üzere halka açıktır ve belirli pazarlar için protez cihazları yapma konusunda uzmanlaşmış çok sayıda firma ortaya çıkmıştır.
Örneğin Openbionics, çocuklar için süper kahraman tasarımları ve müzisyenler için özel donanımlar da dahil olmak üzere kişiselleştirilmiş protezler basan İngiltere merkezli bir şirkettir.
3D baskılı organlardaki gelişmeler
İmplante edilebilir iskeleler, dokular ve hatta tamamen yeni organlar oluşturmak için 3D baskı gibi bir eklemeli üretim yönteminde çeşitli biyomalzemeler yerleştirilebilir.
Canlı hücreler içeren biyomalzemeler, organı yazdırmak için katman katman biriktirilir, tipik olarak hücreleri sertleştirmek ve yerinde tutmak için bir iskele ve/veya biyomalzeme içindeki doğal polimerler kullanılır; fibrin, jelatin, aljinatlar, kitosan ve hyaluronik asitler gibi hidrojel polimerleri yaygın olarak kullanılır. Bunun gibi 3D baskılı organlar hastadan alınan hücreleri içerdiğinden donör organlara kıyasla çok daha biyouyumludur.
Organ 3D baskısı çeşitli formatlarda sunuluyor ve teknoloji henüz erken aşamalarında. En eski ve en yaygın kullanılan yaklaşımlardan biri, biyouyumlu malzemelerden destekleyici bir iskelenin 3D baskısını ve ardından yapıyı doldurmak için çoğalacak hücrelerle tohumlamayı içeren hücre tohumlamadır, potansiyel olarak yara iyileşmesine yardımcı olmak için yerinde.
Kişiselleştirilmiş organlar 3D olarak basıldığında, yalnızca biyouyumluluk açısından değil, aynı zamanda kalp kapakçıklarının boyutunun hastanın boyutuna uyacak şekilde değiştirilmesi gibi şekil ve boyut açısından da hastanın özel ihtiyaçlarına göre uyarlanabilirler.
Kaynak: news-medical.net/life-sciences