Wydarzenie skupiające środowisko naukowe, inżynierów, lekarzy zajmujących się tematyką druku 3D miało miejsce 29 października w Warszawie w Instytucie Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej. Ta technologia wykorzystywana jest w przemyśle, biologii, architekturze, motoryzacji czy lotnictwie. Zastosowanie drukowania 3D w branży medycznej i stomatologicznej dynamicznie się rozwija.

Czym właściwie jest drukowanie w trójwymiarze? Ogólnie, drukarki 3D umożliwiają uzyskiwanie struktur przestrzennych z niespotykaną precyzją. Jak przebiega proces wydruku z takiego urządzenia? Jeśli chodzi o bioprinting, specjalna drukarka wyposażona w dwie głowice drukuje obiekty z ogromnym podobieństwiem do naturalnych struktur. Jedna z głowic nanosi komórki, które umieszczane są w specjalnym spoiwie – kolagenie bądź hydrożelu.

-W przypadku bioprintingu wydrukowanie obiektu biologicznego czy rusztowania dla późniejszego zbudowania na tym rusztowaniu struktury z komórek jest bardzo wymagającym procesem – ocenia dr Marcin Binkowski z Laboratorium Mikrotomografii Zakłądu Komputerowych Systemów Biomedycznych Instytutu Informatyki na Uniwersytecie Śląskim. -W Polsce realizowane jest przez zaledwie kilka ośrodków.

Technologię tę wykorzystuje się do drukowania implantów kościozastępczych, które znajdują zastosowanie u pacjentów po wypadkach, wypełniając ubytki w tkance kostnej. Drukarki 3D mogą również służyć do stworzenia modeli wspomagających zabiegi rekonstrukcyjne, np. w przypadku przeszczepu twarzy, którego u 33-letniego pacjenta dokonał po raz pierwszy w Polsce zespół lekarzy Chirurgii Rekonstrukcyjnej i Naczyniowej Centrum Onkologii w Gliwicach.

Współpraca między inżynierem konstruującym model 3D oraz lekarzem chirurgiem jest niezwykle ważna. Umożliwia skrócenie czasu zabiegu oraz pozwala na pewność ruchów chirurga w trakcie operacji. Jak wygląda zabieg zastąpienia kości twarzoczaszki?

-Chory fragment kości jest identyfikowany i oznaczony do wycięcia, a na to miejsce zostaje wszczepiony odpowiedni fragment z innej kości tego samego pacjenta, kości strzałkowej – opisuje dr Marcin Binkowski. -Oprócz tkanki kostnej, w takim zabiegu przeszczepiony jest też cały układ naczyniowy i skóra, po to aby ułatwić przyjęcie obiektu przez pacjenta. Unika się tym samym odpowiedzi układu immunologicznego

-Taki zindywidualizowany implant, dobrany do konkretnego pacjenta, wykonany z odpowiedniego materiału jest wytworzony tak, aby jak najdokładniej pasował do kształtu i wielkości danego ubytku. Osiąga się lepszy efekt funkcjonalny i umożliwia szybszy powrót do zdrowia chorego – podkreśla dr Marcin Elgalal, lekarz, jeden z współtwórców Pracowni Indywidualnych Implantów Medycznych, która funkcjonuje od 2011 roku w Łódzkim Regionalnym Parku Naukowo-Technologicznym.

Innymi przykładami zastosowania tej technologii w medycynie jest wytworzenie sztucznej tchawicy, bionicznego ucha, implantów czaszki, endoprotezy stawu biodrowego, ażurowego gipsu w przypadku złamań kończyn, a w końcu sztucznych narządów. Do tego celu wykorzystywany jest specjalny rodzaj lekkiego, ale wytrzymałego gipsu wymyślonego przez nowozelandzkiego studenta.

-Wprowadzenie techniki stereolitografii było pewnego rodzaju przełomem w technikach projektowania. Ze względu na swoją dokładność i trwałość modeli pozwoliło na ich dalszy rozwój – mówi dr inż. Janusz Domański z Zakładu Konstrukcji Maszyn i Inżynierii Biomedycznej w Instytucie Mechaniki i Poligrafii na Wydziale Inżynierii Produkcji Politechniki Warszawskiej.

Kluczowym wydarzeniem w historii druku 3D w medycynie było uzyskanie pęcherza moczowego przy użyciu tej technologii. Ponad 10 lat temu zespół naukowców pod kierownictwem dr. Anthonego Ataly z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej w Stanach Zjednoczonych, wszczepił pacjentowi powiększony pęcherz, a kilka lat później ten sam zespół opracował miniaturową nerkę.