الطباعة ثلاثية الأبعاد في الطب، هل يمكننا طباعة الأعضاء البشرية؟

الطابعة ثلاثية الأبعاد الحيوية

هي عبارة عن طابعة تستخدم لتصنيع هياكل النسج الحيوية التي تحوي على خلايا، والتي يمكن استخدامها في الترميم أو العلاج أو بناء نماذج الأعضاء، كما تُستخدم لإنشاء أدوات وعناصر مهمة مثل المعدات الطبية، الأطراف والأعضاء الصناعية.

كيف تعمل الطابعة ثلاثية الأبعاد الحيوية؟

تبدأ بنموذج للهيكل الأصلي (قبل التشوّه)، وذلك بإدخال الأبعاد المناسبة، حيث يتم إنشاء النموذج طبقة تلو أخرى، بواسطة الحبر الحيوي BioInk، الذي يكون ممزوجًا بخلايا النسيج الأصلي الحية، ثم نحصل على النماذج (الأبعاد المناسبة) عن طريق التصوير المقطعي (الطبقي) المحوري، أو التصوير بالرنين المغناطيسي ..الخ.

ما الأنسجة أو الأعضاء التي يمكن طباعتها باستخدام الطابعة ثلاثية الابعاد الحيوية؟

• العظام

• القلب

• الكلى والكبد

• الأذن

• العين

• الأوعية الدموية

التطبيقات الطبية للطباعة ثلاثية الأبعاد

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي طريقة تصنيع مضافة يمكنها بناء كائنات مباشرة من نموذج حسابي، على عكس طرق التصنيع التقليدية، حيث يمكن لها إنشاء نماذج من التعقيد التعسّفي في أُطر زمنية سريعة نسبيًا.

في مجال القلب والأوعية الدموية:

يُمثل طب القلب والأوعية الدموية أحد أسرع التطبيقات الطبية نمواً في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث يمكن الحصول على الصور من التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي أو تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد.

وقد تم تصميم خوارزميات التجزئة لتحديد الهياكل القلبية، حيث أنه يمكن أن يستغرق التقسيم المعقد للقلب بأكمله - بما في ذلك الهياكل الداخلية - عدة ساعات لتطوير القرارات المطلوبة.

كما أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح نماذج من القلوب الخاصة بالمريض. على سبيل المثال، أولئك الذين لديهم أمراض قلبية معينة أو عيوب خلقية، بالإضافة إلى أنها يمكن أن تساعد الأطباء في تحديد النهج الجراحي الأمثل لإزالة أورام القلب.

في مجال الأطراف الصناعية:

يمكن تصنيع الأطراف الصناعية اليدوية باستخدام أساليب الطباعة ثلاثية الأبعاد العادية.

أحد الأمثلة على ذلك هو "وحش سايبورغ"، وهو يد اصطناعية للأطفال مصممة لتدور وكأنها يد آلية.

في مجال طب الأسنان:

غالباً ما تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد للتصوير الرقمي في التخطيط الجراحي، والأجهزة الجراحية المخصصة، بينما في مجال طب الأسنان، تتراوح تطبيقاتها من التعويضات السنيّة وجراحة الفم والوجه والفكين وزراعة الأسنان إلى تقويم الأسنان وعلاج الجذور وطب اللثة.

تتمتع الطباعة ثلاثية الأبعاد بمزايا في هندسة العمليات نظراً للإنتاج السريع والدقة العالية، فمن السهل الحصول على أطقم الأسنان الكاملة وزراعة الأسنان، بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد في تزويد المرضى بخدمات أقل تكلفة وأكثر تخصيصًا، وأيضاً تبسيط سير العمل المعقد المتعلق بإنتاج أجهزة طب الأسنان.

في مجال طباعة أعضاء الوجه:

لقد لاقت الطباعة ثلاثية الأبعاد نجاحًا واسعًا ولاسيما في طباعة الأنف والأذن، كونها توصّلت إلى نماذج شبيهة إلى حد كبير بالنماذج الأصلية المفقودة.

ميزات الطابعة ثلاثية الأبعاد الحيوية:

• دقة أكبر في التصنيع، ومحاكاة الأعضاء أو الأنسجة الأصلية؛ أي الجودة العالية.

• احتمال رفض الجسم لها أقل.

• تقليل الأمراض المنتقلة عبر نقل الاعضاء.

• تكاليف أقل.

• توفر إمكانية نسخ التصميمات باستخدام الماسح الضوئي، مما يوفر إمكانية تحويل البيانات إلى منتج ثلاثي الأبعاد.

مساوئ الطباعة ثلاثية الأبعاد:

تترافق تقانة الطباعة ثلاثيّة الأبعاد ببعض السلبيات، نذكر منها:

• التكلفة الابتدائيّة للطابعة.

• وقت الطباعة طويل مقارنةً بطرق إنتاجية أخرى.

• تتطلّب مهارات خاصة للنماذج ثلاثية الأبعاد.

• فقدان وظائف التصنيع.