سارا توکل بخدا - سارا توکل بخدا - سارا توکل بخدا - سارا توکل بخدا 

 

مترجم : مهندس سارا توکل بخدا

فارغ التحصیل رشته مهندسی پزشکی

 

 

در این مقاله قصد داریم شما را با ۱۲ مورد از کاربردهای به ثبت رسیده شده از پرینترهای سه بعدی در دنیای پزشکی آشنا کنیم / با ما همراه باشید…

 

 

 

مقدمه :

کایبا جایا نفریدو در سال ۲۰۱۱,پیش از موعد(زودرس)متولد شد. پس از ۸ ماه ریه ی او با مشکل مواجه شد هرچند تنفس او نرمال بود و به خانه فرستاده شده بود. پس از ۶ هفته تنفس کایبا قطع و از دنیا رفت.او به بیماری نادری مبتلا بود

در این بیماری دریچه ی نای به حدی تنگ می شود که کار آن مختل میگردد. کایبا ، تراکستومی (یک عمل جراحی که طی آن نای در قسمت زیر گلو برش داده میشود) انجام داده بود و به ونتیلاتور (دستگاه تنفس مصنوعی) متصل بود که این یک شیوه ی مرسوم درمانی می باشد. با این وجود تنفس کایبا تقریبا به طور روزانه قطع و ضربان قلبش متوقف میشد. سپس پرستاران او با استفاده از پرینت ۳ بعدی دستگاه بیولوژیکی را ایجاد کردند که بلافاصله توانست به تنفس کایبا کمک کند

این مورد بهترین مثال مطرح شده برای نشان دادن اهمیت پرینتر های ۳ بعدی در زمینه ی پیشرفت سلامت است

از زمان کایبا پرینت ۳ بعدی به سرعت در پزشکی رواج یافت و فهرست وسیله هایی که در این زمینه با موفقیت پرینت گرفته شدند ثابت کرد که این تکنولوژی پتانسیل پیشرفت قابل توجهی را در زمینه ی مراقبت های بهداشتی و درمانی در آینده ی نزدیک دارا می باشد

 

 

بافت ها و رگهای خونی

محققان در دانشگاه هاروارد در زمینه ی چاپ رگ های خونی به پیشرفت های بزرگی دست یافته اند که گامی اساسی در جهت چاپ بافت ها به همراه خون است. آزمایشگاه دکتر جنیفر لوئیس یک پرینت ۳ بعدی سفارشی و یک جوهر حل کننده برای طراحی یک نمونه از بافت حاوی سلول های پوستی با مواد ساختاری که میتواند به طور بالقوه به عنوان رگ های خونی عمل کند را طراحی کرده است

 

 

قطعات پروتز کم هزینه

ساخت پروتز های سنتی بسیار وقت گیر و مخرب است به طوری که هرگونه تغییر در پروتز ، ساختار قالب های اصلی را از بین می برد. علاوه بر این هزینه ی پروتز های سنتی مانع قابل توجهی است برای کسانی که توانایی مالی لازم برای استفاده از پروتز های مختلف را ندارند. از همین رو محققان دانشگاه تورنتو در همکاری با محققان شرکت اتودسک (شرکت سازنده ی یک نرم افزار طراحی به کمک رایانه) در همکاری با (سی بی آی ام) کانادا (یک موسسه خیریه که در فقیر ترین کشور ها به کودکان معلول کمک رسانی میکند) از پرینت ۳ بعدی برای تولیدسریع و ارزان قیمت پنل های پروتز در کشورهای در حال توسعه به ویژه اوگاندا استفاده می کنند

همچنین این دو در یک همکاری انسان دوستانه دیگر ، توانستند تعدادی از این نوع دستگاههای پرینت سه بعدی را به کشور جنگ زده سودان وارد کنند. جایی که بسیاری از مردم در آنجا به دلیل سالها جنگ داخلی با قطع عضو مواجهه شده بودند. در ادامه ی این کار ، بنیان گذار این حرکت انسان دوستانه ، آقای مایکل ابلینگ به مردم محلی نحوه ی استفاده از پرینترهای سه بعدی ایجاد کننده اندامهای خاص بیمار (پروتز) و نحوه ی جفت کردن و سوار کردن این پروتز های ارزان قیمت و جدید را آموزش داد

 

 

داروها

لی کرونین ، شیمیدان دانشگاه گلاسکو در گفتگو در برنامه ی تد تاک توضیح داد که مدل اولیه ای از یک نوع پرینتر ۳ بعدی می تواند ترکیبات شیمیایی را در سطوح مولکولی ترکیب کند ، به نحوی که بیماران به داروخانه ی آنلاین با نسخه ی دیجیتالی خود میروند ، طرح و جوهر شیمیایی مورد نیاز را میخرند و سپس دارو را در خانه چاپ میکنند

همچینن در ادامه آقای کرونین اظهار میکند که در آینده ممکن است دیگر ما دارو ها را به فروش نرسانیم بلکه طرح ها یا برنامه ها را به فروش برسانیم که در حال حاضر پیشرفت هایی نیز در این راستا انجام شده است. به عنوان مثال محققان دانشگاه فنی لوئیزیانا دستگاه های سازگار با محیط زیست و تجزیه پذیر برای پرینت و تحویل دارو های سرطان استخوان چاپ کرده اند

 

 

سنسور های سفارشی

محققان دانشگاه واشنگتون در سنت لوئیس از نتایج حاصل از اسکن های قلب حیوانات برای ایجاد مدل های چاپی استفاده کرده اند که در اطراف آن ها کشش الکترونیکی واقع شده است. دستگاه سیلیکون می تواند از مدل چاپ شده جدا شود و بر روی قلب انسانی به طور کامل منطبق و متصل شود. اگرچه سنسور های الکترونیکی میتوانند تشخیص دهنده های ترکیب با اکسیژن ، فشار قلب و دما را تشخیص دهند. گام بعدی این است که این کشش های الکترونیک را از طریق سنسور های متعدد ، از جمله آن هایی که شرایط اسیدی را برای تشخیص عروق مسدود شده اندازه گیری میکنند افزایش دهند

 

 

  
مدل های پزشکی

یک گروه از محققان چینی و آمریکایی مدل هایی از تومور های سرطانی را برای کمک به کشف دارو های ضد سرطان جدید و همچنین برای بهتر دانستن اینکه تومور ها چگونه توسعه ، رشد و منتشر میشوند چاپ کردند. ایجاد مدل های خاص بیمار از اسکن های سی تی و ام آر آی از تحقیقات پزشکی به برنامه های کاربردی و عملی ، همچنین توانایی و آماده سازی پزشکان برای جراحی های آینده کمک فراوانی خواهد کرد. بنابراین این  موضوع می تواند به طور چشم گیری باعث کاهش زمان جراحی میشود. با برداشتن این یک قدم نمونه های بسیار زیادی از استفاده از داده های اسکن پزشکی برای ایمپلنت های پرینت سه بعدی ساخته شده به بیمار وجود دارد

 

 

 

استخوان

در سال ۲۰۱۱ پروفسور ساسمیتا بوز ، استاد دانشگاه واشنگتن یک پرینتر سه بعدی پرومتال را برای اتصال مواد شیمیایی به پودر سرامیک جهت ایجاد داربست های پیچیده ای که باعث رشد استخوان در هر شکل میشود اصلاح کرد. هدف پروفسور بوز این است که روزی بتوانیم داربست استخوان را با عوامل رشد استخوان ، به طوری که ایمپلنت نه تنها با مواد استخوانی طبیعی تناقض نداشته باشد بلکه حتی بتوانیم از آن در جهت تحمل بار در ساختار استخوانی استفاده کنیم

 

 

 

 دریچه ی قلب

جاناتان بچر در دانشگاه کرنل یک دریچه ی قلبی را که به زودی در گوسفندان آزمایش میشود توسط پرینت سه بعدی چاپ کرده است. وی توانست ترکیبی از آلژینات سلول های صاف عضله و سلول های داخل سلولی را برای کنترل استحکام دریچه چاپ کند

 

 

غضروف گوش

کرنل لورنس بوناسار از عکس های سه بعدی از گوش انسان ها برای ایجاد قالب های گوش استفاده کرد. سپس این قالب ها با یک ژن حاوی سلول های غضروف گاوی در کلاژن تعبیه شدند که شکل گوش را حفظ میکردند در حالی که سلول ها خانه ها و ماتریس های خارج سلولی خود را بزرگ کردند. بوناسار و تیم او از آن زمان به سمت دیسک های بین مهره ای سه بعدی برای درمان عوارض شدید ستون فقرات رفتند,درحالی که محققان در دانشگاه پرینستون کلاژن گوش انسان را در این زمان با قطعات الکترونیکی ساخته شده برای شنوایی فوق العاده انسان چاپ کرده اند

 

 

تجهیزات پزشکی

در حال حاضر استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی در مناطق فقیر نشین جهان در حال توسعه یافتن است و با توجه به توانایی تولید اقلامی که ممکن است با استفاده از روش های سنتی بدست آوردن آن ها مشکل یا گران باشد ، لذا گروه هایی مانند (آیلب هائیتی) استفاده از پرینترهای  بعدی در بیمارستان های محلی در هائیتی و دیگر نقاط فقیر نشین جهان را در دستور کار خود قرار داده اند

 

 

جایگزینی جمجمه

گروهی از جراحان هلندی در مرکز پزشکی اوترخت ، کل قسمت بالای جمجمه ی یک زن ۲۲ ساله را با یک ایمپلنت چاپ شده ی پلاستیکی جایگزین کردند. سپس این داستان در چین نیز منتشر شد ، جایی که به یک مرد با جمجمه ی خرد شده یک جایگزین تیتانیوم چاپ شده ی سه بعدی به صورت سفارشی داده شد و همزمان در اسلواکی هم مرد دیگری با ضایعه آسیب مغزی ، درمان های مشابهی از طریق چاپگرهای سه بعدی دریافت کرد

 

 

پوست مصنوعی

جیمز یو در مدرسه ی پزشکی ویک فارست در ایالات متحده آمریکا یک چاپگر ساخته است که می تواند پوست را به طور مستقیم بر روی زخم های قربانیان سوختگی چاپ کند. این پرینتر قابلیت ردیابی زخم را داراست و می تواند تعداد مناسب لایه های پوست را برای پر کردن زخم آماده سازد. سرانجام تحقیقات آقای یو با موفقیت مواجه شد و توانست نشان دهد که یک قطعه ی پوستی ۱۰ سانتی متری به خوبی پیوند خورده است. لازم به ذکر است که از زمان تاسیس ارتش ایالات متحده از این تکنولوژی برای درمان سربازان زخمی استفاده شده است

 

 

ارگانها

یک شرکت تحقیقات پزشکی در انگلیس به تازگی اعلام راه اندازی تجاری آزمایش های پرینت زیستی کبد را کرده است. سلول های کبدی سه بعدی چاپ شده قادر به فعالیت بیش از ۴۰ روز هستند. در حال حاضر این محصول برای آزمایش داروهای جدید مورد استفاده قرار می گیرد. مدیر اجرایی این شرکت و سایر کارشناسان صنعت معتقدند که طی یک دهه ، ما قادر خواهیم بود از اندام های جامد مانند کلیه ، کبد و قلب پرینت سه بعدی تهیه کنیم

صد ها هزار نفر در جهان در انتظار یک اهدا کننده ی عضو هستند و حال تصور کنید که چنین فناوری چگونه میتواند زندگی آن ها را تغیر دهد

 

در پایان ذکر این نکته خالی از لطف نیست که پرینت سه بعدی تنها یکی از صدها تکنولوژی انقلابی است که در حال حاضر در دنیای پزشکی استفاده میشود!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سارا توکل بخدا - سارا توکل بخدا - سارا توکل بخدا - سارا توکل بخدا - سارا توکل بخدا