كيف تُستخدم الطباعة الثلاثية الأبعاد في الرعاية الصحية؟

كيف تُستخدم الطباعة الثلاثية الأبعاد في الرعاية الصحية؟


تتطور طرق استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد في الرعاية الصحية بسرعة، وتنشر العديد من الشركات الطبية باستمرار تفاصيل عن الابتكارات الجديدة فيما يتعلق بطباعة أجزاء جسم الإنسان الثلاثية الأبعاد، مثل: الكلى والأعضاء الأخرى.

ولا يتوقف الأمر عند طباعة أعضاء جسم الإنسان، بل هناك العديد من الطرق الأخرى التي تُستخدم فيها تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد في الرعاية الصحية وسنوضح أبرزها فيما يلي:
1- طباعة الأطراف الاصطناعية:






استفادت العديد من الشركات المتخصصة في مجال تصنيع الأطراف الاصطناعية من تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد، لإنتاج الأطراف الاصطناعية المخصصة، ومن الأمثلة على تلك الشركات: Open Bionics، و e-NABLE – وهي شركة تضم مجموعة من المتطوعين من جميع أنحاء العالم يصنعون أطرافًا اصطناعية مجانية ومنخفضة التكلفة للأطفال – وشركة UNYQ.
تُصنع الأطراف الصناعية المعتمدة على الطباعة الثلاثية الأبعاد من مواد بلاستيكية خفيفة الوزن ومتينة وغالبًا ما تُدمج مع السيليكون ومادة TPE (Thermoplastic Elastomer) والمطاط والمزيد من المواد الأخرى للاندماج بشكل مريح مع جسم الإنسان.
2- طباعة الغرسات الطبية:






أصبح للغرسات الطبية (Implants) المطبوعة باستخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد دور مهم في المجالات الطبية المختلفة، ومن الأمثلة على الشركات العاملة في هذا المجال: شركة Materialise و Stryker و 4WEB Medical.

تقدم هذه الشركات حلولًا مخصصة ودقيقة باستخدام الغرسات المطبوعة بتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد للمساعدة في إعادة بناء عظام الوجه أو إصلاح تلف العمود الفقري وغيرها من الحالات الطبية التي كانت تحتاج إلى جهود كبيرة لعلاجها.

ويمكن للشركات الطبية تصنيع غرسات مصنوعة خصوصًا للمريض يمكنها الاندماج بسلاسة مع جسمه باستخدام مواد مثل: مادة التيتانيوم أو cobalt-chromium، المعروفة بقوتها وتوافقها الحيوي، ودمجها مع تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد مثل: الذوبان الانتقائي بالليزر Selective Laser Melting) SLM) أو ذوبان شعاع الإلكترون EBM (Electron Beam Melting).

وهناك بعض القصص التي نُشرت عبر الإنترنت لأشخاص عانوا من إصابات خطيرة وأعيد بناء عظام وجوههم بغرسات طبية مطبوعة خصوصًا لهم باستخدام تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد.
3- استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد في تصنيع الأدوية:






تسعى شركات مثل: Aprecia Pharmaceuticals و FabRx إلى اعتماد مناهج جديدة في مجال تصنيع الأدوية، وذلك بالاستفادة من تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد مثل: نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)، لإنشاء حبوب دواء مصممة وفقًا للاحتياجات المحددة لكل مريض.

وهذا يعني أنه مع الطباعة الثلاثية الأبعاد، من الممكن إنشاء تراكيب معقدة للحبوب تتحكم في إطلاق المكونات النشطة. تذوب (الحبوب المسامية) Porous pills المصنعة بهذه الطريقة بسرعة، بينما يمكن للحبوب المتعددة الطبقات (multi-layered pills) إفراز أدوية مختلفة في أوقات مختلفة.

هذا قد يساعد المرضى المسنين الذين لديهم وصفات طبية متعددة في تناول حبة دواء واحدة مصنوعة خصوصًا لهم تجمع جميع الأدوية التي يحتاجونها.
4- طباعة الأنسجة والأعضاء:






تحقق شركات مثل: Organovo و Prellis Biologics تقدمًا في مجال طباعة الأنسجة البشرية بتقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد. وتتضمن عملية الطباعة الحيوية الثلاثية الأبعاد (3D bioprinting) تفاصيل معقدة تعتمد على وجود خلايا تُعرف باسم (الحبر الحيوي) bio-ink لإنشاء نماذج حية لأنسجة وأعضاء الجسم البشري. وتكون الطابعة الثلاثية الأبعاد مجهزة بحُقن متعددة، كل منها مليء بنوع مختلف من الخلايا، وتضع الطابعة طبقة واحدة من هذه الخلايا في كل مرة، حتى يتشكل نسيج أو عضو كامل التكوين.

نجحت شركة 3DBio Therapeutics في عام 2022 في طباعة أذن بشرية باستخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد. ومع أن ذلك يبدو كأمر بسيط مقارنةً بطباعة الأعضاء الكبيرة، يستمر العلماء في تحسين تقنيات الطباعة الحيوية الثلاثية الأبعاد، لإنشاء أعضاء قابلة للزرع تعمل بشكل متكامل داخل جسم الإنسان.
5- طباعة الأدوات الجراحية المخصصة:


مثال آخر على كيفية استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد في الرعاية الصحية هو تطوير الأدوات الجراحية المخصصة. إذ يمكن طباعة أدوات جراحية مصممة خصوصًا لإجراء طبي معين، بدلًا من استخدام الأدوات نفسها لعدّة حالات مرضية مختلفة. ويمكن أن يساعد استخدام تلك الأدوات في زيادة الدقة في إجراء بعض العمليات المعقدة، وتقليل وقت العمليات، وتحسين النتائج بالنسبة للمرضى.