A 3D nyomtatás orvosi alkalmazásai gyorsan terjednek, és várhatóan az elkövetkező években nagymértékben forradalmasítják az egészségügyi ágazatot. A 3D fémnyomtatásnak számos előnye van az orvosi alkalmazásokban, mint például a páciensspecifikus implantátum testreszabása és személyre szabása, kevesebb műtéti idő, precíz csontreszekció és fokozott termelékenység.
A 3D fémnyomtatásnak négy fő alkalmazása létezik az orvosi területen; szövetek és szervek bionyomtatása, sebészeti eszközök, betegspecifikus sebészeti modellek és egyedi gyártású implantátumok és protézisek.
A 3D fémnyomtatás főbb alkalmazásai:
Bionyomtatás (szövetek és szervek)
A bionyomtatás egyike az orvostudományban használt 3D nyomtatás számos típusának. A bionyomtatók kissé eltérnek a többi 3D nyomtatótól, mivel a műanyag vagy fém felhasználásával történő nyomtatás helyett számítógép által vezérelt pipettával helyezik egymásra az élő sejteket, úgynevezett biotintákat, hogy mesterséges élő szöveteket hozzanak létre.
Ezek a mesterséges szövetkonstrukciók vagy organoidok felhasználhatók orvosi kutatásokhoz, mivel miniatűr léptékben utánozzák a szerveket. Ezeket az emberi szervátültetések olcsóbb alternatíváiként is kipróbálják.
Sebészeti eszközök 3D nyomtatása
A 3D nyomtatás egy additív gyártási eljárás, amely lehetővé teszi szilárd objektumok létrehozását közvetlenül egy digitális fájlból. A technológia legújabb fejlesztéseinek köszönhetően a 3D nyomtatást különféle ortopédiai eszközök, fogászati sebészeti vezetők és eszközök, például műcsonkok és implantátumtartó rúd készítésére is használják. A 3D-s fémnyomtatás segítségével az orvosok ma már olyan útmutatókat készíthetnek, amelyek pontosan követik a páciens egyedi anatómiáját, pontosan meghatározva a műtét során használt fúrókat vagy egyéb műszereket.
Egyes hangszerek az ősi japán origami gyakorlaton alapulnak, vagyis precízek és nagyon kicsire is készíthetők. Ezekkel a műszerekkel apró és bonyolult területeket is meg lehet operálni anélkül, hogy a páciensben feleslegesen károsodnának.
Anatómiai modellek a műtéti előkészítéshez
Az emberi test összetett szerkezet, és a műtét néha nehéz lehet a sebészek számára. Jelenleg az orvosok kizárólag az MRI- vagy CT-vizsgálatokra hagyatkoznak a műtét tanulmányozására vagy ösztönzésére, ami nem teljesen tanulságos, mivel 2D-ben nézik őket egy lapos képernyőn. A páciens anatómiájának kézzelfogható modellje azonban lehetővé teszi a sebészek számára, hogy jobban megértsék az egyes részeket.
A 3D nyomtatás segít olyan páciens-specifikus implantátum-szervmásolat létrehozásában, amelyet a sebészek a bonyolult műtétek elvégzése előtt gyakorolhatnak. A 3D-nyomtatott modellek sebészeti képzésben való használata szintén előnyösebb, mint a holttesteken végzett képzés, amely költséges és nem könnyen hozzáférhető. A holttestek gyakran hiányoznak a megfelelő patológiáról is, ahelyett, hogy egy sebészeti beteg közeli reprezentációját nyújtanák, inkább az anatómia leckéje.
Egyedi implantátumok és protézisek
A 3D fémnyomtatás másik alkalmazása az orvostudományban, hogy felhasználható olyan végtagprotézisek előállítására, amelyek testreszabottak és illeszkednek viselőjének. Az amputált betegeknek gyakran heteket vagy hónapokat kell várniuk, hogy a hagyományos úton elvégezzék a protézisüket, ami néha kellemetlen lehet. A 3D fémnyomtatás alkalmazása jelentősen felgyorsítja a folyamatot, és sokkal olcsóbb termékeket is készít, amelyek ugyanazt a funkcionalitást kínálják a betegeknek, mint a hagyományosan gyártott protézisek. Az egyedi implantátumok és protézisek gyors gyártásának képessége megold egy egyértelmű és tartós problémát az ortopédia területén, ahol a standard implantátumok gyakran nem elegendőek egyes betegek számára, különösen összetett esetekben.