تاریخ انتشار : ۱۳۹۳/۱۰/۰۸ ساعت ۱۱:۰۲
کد مطلب : ۶۴۶۴۳
نقش چاپگرهای سه بعدی در تغییر زندگی
گروه فناوری: هر روز خبری جالب از دستاوردهای جدید فناوری چاپگرهای سه بعدی به گوش می‌رسد، اما هنوز هم پتانسیل واقعی این تکنولوژی، آن گونه که باید و شاید آشکار نشده و کاربردهای متعدد آن مورد آزمایش قرار نگرفته‌اند.
دست کم می‌توان گفت کارنامه حضور هر چند کوتاه این فناوری در عرصه پزشکی، تا بدین جا پربار و قابل قبول بوده است. با نگاهی به جراحی‌های صورت گرفته در سال‌های اخیر و به ویژه سال 2014، این نکته به خوبی مشهود است که ظرفیت‌های غیرقابل انکار این فناوری جدید، راهی متفاوت پیش پای پزشکان، متخصصان و جراحان گذاشته و زندگی بیماران را دستخوش تحولی مثبت کرده است. پیش از این شاید سرنوشت بیمارانی که در ادامه به وضعیت‌شان خواهم پرداخت، به گونه‌ای دیگر رغم خورده و زندگی روی سخت خود را به آنها نشان می‌داد.
اما امروز به لطف این فناوری والدینی بابت نجات جان فرزندشان اشک شوق ریخته‌اند، پیرمردی از قطع عضو نجات یافته است، مردی دوباره می‌تواند حرف بزند و نوجوانانی با امید و روی پاهای خود، به سوی آینده گام برمی‌دارند. تغییراتی مثبت که شاید تنها انسان‌های درگیر مشکلات این چنینی، قادر به درک کامل آن باشند. در ادامه به هفت زندگی تأثیر گرفته از چاپگرهای سه بعدی نگاهی خواهیم داشت.
جایگزینی آرواره فوقانی
اوایل سال جاری، یک مرد هندی 41 ساله بخشی از آرواره فوقانی خود را به دلیل ابتلا به سرطان از دست داد. اوضاع زمانی رو به وخامت نهاد که 6 هفته بعد و به دلیل استفاده از پرتودرمانی، وضعیت آرواره این مرد به مراتب بدتر شده و او را دچار تحلیل رفتگی و قفل شدن آرواره کرد. این وضعیت حتی روی توانایی او برای باز کردن دهانش نیز تأثیری منفی گذاشته بود.
در اینجا بود که متخصصان به سراغ چاپگر سه بعدی رفته و با استفاده از سی تی اسکن، آرواره‌ی جدیدی مناسب با چهره این فرد، طراحی کردند. در ابتدا یک مدل اولیه از دهان او ساخته شد و سپس با استفاده از چاپگر سه بعدی و موم، قالب‌گیری اولیه صورت گرفت. دندان‌ها در این مدل اولیه جایگزین شده و در خاتمه این نمونه سه بعدی، محکم و آماده استفاده شد.
در تکمیل این روش درمان، مدل نهایی در دهان این مرد جاسازی شده و به او کمک کرد که دیگر بار بجود، فرودهد، دهان خود را باز و بسته کرده وصحبت کند و در نهایت او با شادی اعلام کرد که همه چیز برای او رو به بهبود است.
ساخت یک جمجمه‌ی جدید
وقتی یک زن 22 ساله دچار مشکلی حاد شد که منجر به ضخیم شدن جمجمه او گشته بود، پزشکان و متخصصان مرکز دانشگاه پزشکی اوترخت (Utrecht) به این نتیجه رسیدند که استفاده از ایمپلنت در شرایط کنونی ضروری است. البته پیش از این تصمیم، بخش‌هایی از جمجمه‌ی این خانم برداشته شده بود تا فشار داخل جمجمه‌ای کاهش یافته و از آسیب دیدگی بافت مغز جلوگیری شود.
از آنجایی که ایمپلنت‌های معمول جوابگوی این مشکل نبود، متخصصان با یک شرکت استرالیایی که در زمینه ساخت ایمپلنت فعالیت می‌کرد همکاری کرده و نسخه سه بعدی جمجمه بیمار را با استفاده از فناوری چاپگرهای سه‌بعدی و تهیه یک مدل اولیه تولید کردند. این جمجمه جدید به تدریج باعث بهبود مشکلات، کاهش فشار درون جمجمه‌ای و در نهایت بهبود عملکردهای مغزی بیمار شده و روند درمان او را سرعت بخشید.
جراحی تلفیقی ستون فقرات
جراحی تلفیقی ستون فقرات، روش درمانی پیچیده‌ای است که شامل برداشتن یا جایگزینی مهره‌ی آسیب دیده می‌باشد. یکی از مهم‌ترین ابزارها در انجام این درمان، استفاده از "Spine Cage" یا مهره مصنوعی است که جایگزین مهره بیمار می‌گردد. این روزها با کمک چاپگرهای سه بعدی این مهره به بهترین شکل با آناتومی بدن خود بیمار تطبیق داده می‌شود. در ماه مه، یک گروه از جراحان فرانسوی با موفقیت یکی از این مهره‌های سه بعدی را در ستون فقرات یک زن جایگزین کردند، عملی که نتایجی قابل قبول از خود نشان داد.
دکتر وینست فیر، جراحی که این عمل را در بیمارستان ژان مِرمو شهر لیون در فرانسه انجام داده، در مورد روند کار چنین می‌گوید: این مهره مصنوعی به صورت ویژه برای بیمار من طراحی و ساخته شده و به صورت طبیعی در میان فضای خالی بین دو مهره جای گرفت. این مهره به شکلی کاملاٌ ایده‌آل با ستون فقرات بیمار همخوانی داشته و علیرغم عدم توازن و تقارن کامل، صفحات با یکدیگر پیوستگی قابل قبولی نشان دادند.
جایگزینی مهره‌ی گردن کودکی مبتلا به سرطان
درست یک ماه بعد از آنکه طی یک بازی فوتبال، ضربه‌ای به سر نوجوان دوازده ساله چینی وارد شد، تمام بدن او کرخت و دچار بی‌حسی و فلج شد. به دنبال این مشکل و مراجعه به پزشک، متخصصان ستون فقرات متوجه شدند که توموری سرطانی در دومین مهره‌ی گردن این کودک جا خوش کرده است. در ماه آگست و طی یک عمل 5 ساعته، جراحان موفق شدند این مهره را با ایمپلنت محصول چاپگر سه بعدی، جایگزین کرده و جان کودک را نجات دهند.
این مهره مصنوعی با کمک پیچ‌های تیتانیومی در جای خود محکم شده و پزشکان اظهار امیدواری کردند که حال این نوجوان خیلی زود رو به بهبود خواهد رفت. در عمل‌های رایج به دلیل وضعیت مهره و شکنندگی آن، سر بیمار می‌بایست برای مدت سه ماه با کمک پیچ در وضعیت ثابت قرار گرفته، به طوری که هیچ تماسی با تخت نداشته باشد. اما به لطف جادوی چاپگر سه بعدی در تولید محصولی مطابق با آناتومی بدن بیمار، نیازی به این مراحل پیچیده نیست، چرا که مهره از استحکام بیشتری برخوردار است. این پسر چینی از روند بهبودی خود راضی بوده و می‌گوید از نظر جسمی در وضعیت خوبی به سر می‌برد.
پاشنه تیتانیومی
لِن چندلر، پیرمرد 71 ساله استرالیایی با تصمیم دردناکی مواجه شد، چرا که پزشک معالجش تشخیص داده بود که استخوان پاشنه پای او درگیر سرطان شده و می‌بایست پای او را از زیر زانو قطع کنند. درگیر و دار سبک و سنگین کردن راه‌های مختلف، پزشکان با متخصصان مرکز تحقیقات صنعتی و پزشکی کامِن‌وِلث (CSIRO)، در این مورد مشورت کرده و امیدوار بودند که به لطف استفاده از پاشنه‌ی مصنوعی ساخت چاپگر سه بعدی، تا حد امکان از قطع عضو جلوگیری کنند.
با استفاده از طرح شماتیک استخوان، این پاشنه‌ی مصنوعی با استفاده از فناوری چاپگر سه بعدی و تیتانیوم ساخته و در ماه جولای در پای لن جای داده شد. سه ماه بعد این مرد خوش شانس اعلام کرد که از وضعیت عمومی خود راضی است و اکنون می‌تواند دیگر بار وزن خود را روی پاشنه‌ی پایش بیندازد.
ایمپلنت مفصل ران
پزشکان معالج دختر 15 ساله سوئدی که مبتلا به ناهنجاری مادرزادی اسکلتی در مفصل ران پای چپ خود بود، چندان امیدی به راه رفتن مجدد او نداشتند. اما راهی که شرکت ساخت ایمپلنت‌های مصنوعی Mobelife، پیش پای آنها گذاشت، امید به بهبودی این دختر را تا حد زیادی بالا برد.
متخصصان این شرکت، با استفاده از اسکن اشعه ایکس، تصویری کامل و با تمامی جزئیات از وضعیت استخوانی منحصربفرد این دختر تهیه کردند. سپس با کمک فناوری چاپگر سه بعدی، ایمپلنتی کاملاً مناسب با وضعیت آناتومی این دختر تولید و با کمک پیچ‌های تیتانیومی آن را در بدن او جاسازی کردند. این عمل در سپتامبر سال 2012 صورت گرفت و 18 ماه بعد او می‌توانست بدون کمک راه برود.
عمل پیچیده قلب
وقتی جراحان آمریکایی با والدین کودکی 14 ماهه و مبتلا به مشکلات متعدد قلبی در بیمارستان کودکان Kosair مواجه شدند، می‌دانستند که مسئولیت سنگینی برعهده آنها گذاشته شده است. اما برای بالابردن شانس موفقیت این عمل، لازم بود به سراغ فناوری جدید و ارزشمندی بروند که مدت چندانی از حضورش در دنیای پزشکی نمی‌گذشت.
با استفاده از سی تی اسکن قلب این کودک بیمار، محققان دانشگاه لوئیزویل (Louisville)، قادر شدند یک مدل سه بعدی از قلب و در ابعاد 1.5 برابر اندازه واقعی آن تهیه کنند. عملیاتی که 20 ساعت به طول انجامیده و 600 دلار هزینه در برداشت. اما در عین حال این مدل فرصتی بی‌سابقه در اختیار پزشکان قرار داد تا با توجه و بررسی مشکلات قلبی موجود، از تصمیم قبل خود مبنی بر جراحی قلب و برطرف کردن تمام عیوب در طول یک جلسه عمل، اطمینان یافته و با آسودگی خاطر بیشتری جراحی را انجام دهند. با توجه به اخبار موجود حال کودک خوب است.
با نگاهی به تمامی موارد فوق و دیگر کاربردهای با ارزش این فناوری نوظهور، در سال‌های آتی شاهد حضور گسترده‌تر آن در حوزه علم پزشکی خواهیم بود. قطعاً تماشا و دنبال کردن اخبار مربوط به توسعه هر چه بیشتر این فناوری جالب توجه، شگفت انگیز خواهد بود.
اما امروز به لطف این فناوری والدینی بابت نجات جان فرزندشان اشک شوق ریخته‌اند، پیرمردی از قطع عضو نجات یافته است، مردی دوباره می‌تواند حرف بزند و نوجوانانی با امید و روی پاهای خود، به سوی آینده گام برمی‌دارند. تغییراتی مثبت که شاید تنها انسان‌های درگیر مشکلات این چنینی، قادر به درک کامل آن باشند. در ادامه به هفت زندگی تأثیر گرفته از چاپگرهای سه بعدی نگاهی خواهیم داشت.
جایگزینی آرواره فوقانی
اوایل سال جاری، یک مرد هندی 41 ساله بخشی از آرواره فوقانی خود را به دلیل ابتلا به سرطان از دست داد. اوضاع زمانی رو به وخامت نهاد که 6 هفته بعد و به دلیل استفاده از پرتودرمانی، وضعیت آرواره این مرد به مراتب بدتر شده و او را دچار تحلیل رفتگی و قفل شدن آرواره کرد. این وضعیت حتی روی توانایی او برای باز کردن دهانش نیز تأثیری منفی گذاشته بود.
در اینجا بود که متخصصان به سراغ چاپگر سه بعدی رفته و با استفاده از سی تی اسکن، آرواره‌ی جدیدی مناسب با چهره این فرد، طراحی کردند. در ابتدا یک مدل اولیه از دهان او ساخته شد و سپس با استفاده از چاپگر سه بعدی و موم، قالب‌گیری اولیه صورت گرفت. دندان‌ها در این مدل اولیه جایگزین شده و در خاتمه این نمونه سه بعدی، محکم و آماده استفاده شد.
در تکمیل این روش درمان، مدل نهایی در دهان این مرد جاسازی شده و به او کمک کرد که دیگر بار بجود، فرودهد، دهان خود را باز و بسته کرده وصحبت کند و در نهایت او با شادی اعلام کرد که همه چیز برای او رو به بهبود است.
ساخت یک جمجمه‌ی جدید
وقتی یک زن 22 ساله دچار مشکلی حاد شد که منجر به ضخیم شدن جمجمه او گشته بود، پزشکان و متخصصان مرکز دانشگاه پزشکی اوترخت (Utrecht) به این نتیجه رسیدند که استفاده از ایمپلنت در شرایط کنونی ضروری است. البته پیش از این تصمیم، بخش‌هایی از جمجمه‌ی این خانم برداشته شده بود تا فشار داخل جمجمه‌ای کاهش یافته و از آسیب دیدگی بافت مغز جلوگیری شود.
از آنجایی که ایمپلنت‌های معمول جوابگوی این مشکل نبود، متخصصان با یک شرکت استرالیایی که در زمینه ساخت ایمپلنت فعالیت می‌کرد همکاری کرده و نسخه سه بعدی جمجمه بیمار را با استفاده از فناوری چاپگرهای سه‌بعدی و تهیه یک مدل اولیه تولید کردند. این جمجمه جدید به تدریج باعث بهبود مشکلات، کاهش فشار درون جمجمه‌ای و در نهایت بهبود عملکردهای مغزی بیمار شده و روند درمان او را سرعت بخشید.
جراحی تلفیقی ستون فقرات
جراحی تلفیقی ستون فقرات، روش درمانی پیچیده‌ای است که شامل برداشتن یا جایگزینی مهره‌ی آسیب دیده می‌باشد. یکی از مهم‌ترین ابزارها در انجام این درمان، استفاده از "Spine Cage" یا مهره مصنوعی است که جایگزین مهره بیمار می‌گردد. این روزها با کمک چاپگرهای سه بعدی این مهره به بهترین شکل با آناتومی بدن خود بیمار تطبیق داده می‌شود. در ماه مه، یک گروه از جراحان فرانسوی با موفقیت یکی از این مهره‌های سه بعدی را در ستون فقرات یک زن جایگزین کردند، عملی که نتایجی قابل قبول از خود نشان داد.
دکتر وینست فیر، جراحی که این عمل را در بیمارستان ژان مِرمو شهر لیون در فرانسه انجام داده، در مورد روند کار چنین می‌گوید: این مهره مصنوعی به صورت ویژه برای بیمار من طراحی و ساخته شده و به صورت طبیعی در میان فضای خالی بین دو مهره جای گرفت. این مهره به شکلی کاملاٌ ایده‌آل با ستون فقرات بیمار همخوانی داشته و علیرغم عدم توازن و تقارن کامل، صفحات با یکدیگر پیوستگی قابل قبولی نشان دادند.
جایگزینی مهره‌ی گردن کودکی مبتلا به سرطان
درست یک ماه بعد از آنکه طی یک بازی فوتبال، ضربه‌ای به سر نوجوان دوازده ساله چینی وارد شد، تمام بدن او کرخت و دچار بی‌حسی و فلج شد. به دنبال این مشکل و مراجعه به پزشک، متخصصان ستون فقرات متوجه شدند که توموری سرطانی در دومین مهره‌ی گردن این کودک جا خوش کرده است. در ماه آگست و طی یک عمل 5 ساعته، جراحان موفق شدند این مهره را با ایمپلنت محصول چاپگر سه بعدی، جایگزین کرده و جان کودک را نجات دهند.
این مهره مصنوعی با کمک پیچ‌های تیتانیومی در جای خود محکم شده و پزشکان اظهار امیدواری کردند که حال این نوجوان خیلی زود رو به بهبود خواهد رفت. در عمل‌های رایج به دلیل وضعیت مهره و شکنندگی آن، سر بیمار می‌بایست برای مدت سه ماه با کمک پیچ در وضعیت ثابت قرار گرفته، به طوری که هیچ تماسی با تخت نداشته باشد. اما به لطف جادوی چاپگر سه بعدی در تولید محصولی مطابق با آناتومی بدن بیمار، نیازی به این مراحل پیچیده نیست، چرا که مهره از استحکام بیشتری برخوردار است. این پسر چینی از روند بهبودی خود راضی بوده و می‌گوید از نظر جسمی در وضعیت خوبی به سر می‌برد.
پاشنه تیتانیومی
لِن چندلر، پیرمرد 71 ساله استرالیایی با تصمیم دردناکی مواجه شد، چرا که پزشک معالجش تشخیص داده بود که استخوان پاشنه پای او درگیر سرطان شده و می‌بایست پای او را از زیر زانو قطع کنند. درگیر و دار سبک و سنگین کردن راه‌های مختلف، پزشکان با متخصصان مرکز تحقیقات صنعتی و پزشکی کامِن‌وِلث (CSIRO)، در این مورد مشورت کرده و امیدوار بودند که به لطف استفاده از پاشنه‌ی مصنوعی ساخت چاپگر سه بعدی، تا حد امکان از قطع عضو جلوگیری کنند.
با استفاده از طرح شماتیک استخوان، این پاشنه‌ی مصنوعی با استفاده از فناوری چاپگر سه بعدی و تیتانیوم ساخته و در ماه جولای در پای لن جای داده شد. سه ماه بعد این مرد خوش شانس اعلام کرد که از وضعیت عمومی خود راضی است و اکنون می‌تواند دیگر بار وزن خود را روی پاشنه‌ی پایش بیندازد.
ایمپلنت مفصل ران
پزشکان معالج دختر 15 ساله سوئدی که مبتلا به ناهنجاری مادرزادی اسکلتی در مفصل ران پای چپ خود بود، چندان امیدی به راه رفتن مجدد او نداشتند. اما راهی که شرکت ساخت ایمپلنت‌های مصنوعی Mobelife، پیش پای آنها گذاشت، امید به بهبودی این دختر را تا حد زیادی بالا برد.
متخصصان این شرکت، با استفاده از اسکن اشعه ایکس، تصویری کامل و با تمامی جزئیات از وضعیت استخوانی منحصربفرد این دختر تهیه کردند. سپس با کمک فناوری چاپگر سه بعدی، ایمپلنتی کاملاً مناسب با وضعیت آناتومی این دختر تولید و با کمک پیچ‌های تیتانیومی آن را در بدن او جاسازی کردند. این عمل در سپتامبر سال 2012 صورت گرفت و 18 ماه بعد او می‌توانست بدون کمک راه برود.
عمل پیچیده قلب
وقتی جراحان آمریکایی با والدین کودکی 14 ماهه و مبتلا به مشکلات متعدد قلبی در بیمارستان کودکان Kosair مواجه شدند، می‌دانستند که مسئولیت سنگینی برعهده آنها گذاشته شده است. اما برای بالابردن شانس موفقیت این عمل، لازم بود به سراغ فناوری جدید و ارزشمندی بروند که مدت چندانی از حضورش در دنیای پزشکی نمی‌گذشت.
با استفاده از سی تی اسکن قلب این کودک بیمار، محققان دانشگاه لوئیزویل (Louisville)، قادر شدند یک مدل سه بعدی از قلب و در ابعاد 1.5 برابر اندازه واقعی آن تهیه کنند. عملیاتی که 20 ساعت به طول انجامیده و 600 دلار هزینه در برداشت. اما در عین حال این مدل فرصتی بی‌سابقه در اختیار پزشکان قرار داد تا با توجه و بررسی مشکلات قلبی موجود، از تصمیم قبل خود مبنی بر جراحی قلب و برطرف کردن تمام عیوب در طول یک جلسه عمل، اطمینان یافته و با آسودگی خاطر بیشتری جراحی را انجام دهند. با توجه به اخبار موجود حال کودک خوب است.
با نگاهی به تمامی موارد فوق و دیگر کاربردهای با ارزش این فناوری نوظهور، در سال‌های آتی شاهد حضور گسترده‌تر آن در حوزه علم پزشکی خواهیم بود. قطعاً تماشا و دنبال کردن اخبار مربوط به توسعه هر چه بیشتر این فناوری جالب توجه، شگفت انگیز خواهد بود.
مرجع : زومیت
