پرینت سه بعدی در پزشکی
-
پرینت سه بعدی چیست؟
پرینت سه بعدی (معروف به نمونه سازی سریع یا ساخت افزودنی) فرآیند ایجاد اشیاء جامد و سه بعدی از مجموعه ای از تصاویر در قالب یک فایل دیجیتال است. چاپگر لایه‌هایی از یک ماده (مانند پلاستیک، رزین یا فلز) را به روشی حجمی می‌گذارد به طوری که یک کپی دقیق از جسم به دست می‌آید. این فناوری نوآورانه احتمالاً دانش و درک ما از بیماری ساختاری قلب را متحول خواهد کرد و ممکن است کاربردهای درمانی نیز داشته باشد.
-
چگونه کار می کند؟
این یک فناوری است که از ماشینی به نام چاپگر سه بعدی برای ساخت مدل های سه بعدی یک لایه در یک زمان استفاده می کند. یک لایه نازک از مواد را قرار می دهد که با یک لایه نازک دیگر از مواد پیوند می یابد. با گذشت زمان، یک مدل از پایین ساخته می شود. این مدل بر اساس طراحی به کمک کامپیوتر است. این مدل با یک برنامه کامپیوتری طراحی شده و به چاپگر ارسال می شود و چاپگر به مرور زمان آن را چاپ می کند. چاپگر ممکن است از پلاستیک، رزین مایع، پودر گچ یا حتی فلزی استفاده کند که با لیزر ذوب می شود.
-
چگونه یک مدل سه بعدی از قلب یا دریچه ها ایجاد می کنید؟
برای ایجاد یک مدل از قلب یا هر قسمت از بدن، ابتدا یک روش تصویربرداری انتخاب می شود. می تواند CT یا MRI باشد. از چندین تصویر، یک مجموعه داده حجمی به دست می آید. یک مجموعه داده دارای پشته ای از تصاویر است که می توانند بدون هیچ شکافی در آناتومی کنار هم قرار گیرند. پس از جدا شدن آناتومی از تصاویر، به برنامه دیگری ارسال می شود تا پردازش شود. در این مرحله هر نویز موجود در مدل صاف می شود و می توان هر گونه افزایشی را برنامه ریزی کرد. علاوه بر این، مدل حتی می‌تواند تأیید شود، بنابراین بخشی که انجام می‌شود می‌تواند دوباره بر روی تصاویری که در ابتدا به دست آمده‌اند پوشش داده شود تا تأیید شود که مدل با آناتومی بیمار مطابقت دارد. هنگامی که یک مدل مورد نیاز (ساخته شده از مجموعه‌ای از تصاویر) انتخاب می‌شود، می‌توان آن را برای چاپ ارسال کرد، که کل فرآیند بین چند دقیقه تا چند ساعت تا چند روز طول می‌کشد
-
مزیت مدل
این یک رابطه فضایی واقعی می دهد تا امکان دستکاری ملموس ساختارهای قلبی را فراهم کند. چند سری موارد و گزارش‌های موردی بسیاری نشان داده‌اند که این تکنیک ممکن است ایمنی را بهبود بخشد و زمان اپراتور را در جراحی‌های پیچیده قلب و روش‌های مداخله‌ای کاهش دهد. مزیت دیگر می تواند کسب رضایت آگاهانه باشد، زیرا می توان بیماران را در مورد تکنیک جراحی یا مداخله ای بهتر توضیح داد. در نهایت، می‌تواند منجر به صرفه‌جویی کلی در هزینه‌ها و کاهش عوارض و همچنین زمان انجام عمل شود.
5.کاربرد فناوری
کاربردهای فعلی شامل توسعه ایمپلنت های خاص بیمار، پروتزها و مدل های آناتومیک واقعی برای آموزش و برنامه ریزی جراحی- مداخله ای است. در جراحی قلب، مدل‌های سه‌بعدی قلب‌های خاص بیمار با نقایص مادرزادی و ریشه آئورت به‌عنوان مربی‌های وظیفه و در برنامه‌ریزی قبل از عمل ارزش دارند. برای مثال، در نقطه‌ای با VSD و آترزی ریوی با شریان‌های جانبی متعدد که از آئورت جدا می‌شوند و به سمت ریه‌ها می‌روند، این مدل ممکن است به تعیین محل وثیقه کمک کند. این ممکن است به تصمیم گیری در مورد اینکه کدام وثیقه باید به شریان ریوی اصلی متصل شود و کدام یک نیاز به بستن دارد کمک کند. کاربرد دیگر می تواند در روش های مداخله ای پیچیده مانند TAVR یا دستگاه بستن LAA باشد، زیرا “آناتومی پیچیده است و کمیت کردن تعامل بین دستگاه و زائده حتی با استفاده از روش های تصویربرداری پیشرفته دشوار است.”
کاربرد دیگر می‌تواند چاپ دستگاه‌های قابل کاشت، مانند دریچه‌های قلبی که اندازه‌ی سفارشی برای بیمار باشد، یا مجراها باشد، و اینها پتانسیل چاپ با مواد بیولوژیکی را دارند که می‌توانند با بیمار رشد کنند. یک تیم بین المللی از مهندسان زیست پزشکی و دانشمندان مواد، یک غشای الاستیک سه بعدی ساخته شده از یک ماده نرم، انعطاف پذیر و سیلیکونی ساخته اند که دقیقاً مطابق با اپی کاردیوم قلب یا لایه بیرونی دیواره قلب است. سپس می‌توانند حسگرهای کوچکی را روی این غشاها چاپ کنند و می‌توانند دما، فشار مکانیکی و pH را در میان دیگر نشانگرها به‌دقت اندازه‌گیری کنند، یا در موارد آریتمی، یک پالس الکتریسیته ارسال کنند. این حسگرها می‌توانند به پزشکان در تعیین سلامت قلب، ارائه درمان یا پیش‌بینی حمله قلبی قریب‌الوقوع قبل از اینکه بیمار هر گونه علائم فیزیکی را نشان دهد، کمک کند. برخی از “رویاپردازان” حتی معتقدند که می توانند یک قلب تپنده عملکردی را چاپ سه بعدی کنند.
