Zazwyczaj kiedy piszemy o nowych, zaskakujących zastosowaniach druku 3D myślimy raczej o zastosowaniach technicznych. Jednak jedną z najprężniej rozwijających się gałęzi druku 3D jest szeroko rozumiana medycyna. 

Nie jest to w żaden sposób zaskakujące biorąc pod uwagę, że w obecnej medycynie stosuje się niewiarygodnie dużo specjalistycznej maszynerii. A dzięki powszechnemu zastosowaniu tomografii i rezonansu magnetycznego, posiadamy ogromne ilości modeli przestrzennych ludzkich tkanek. Przy obecnym stanie wiedzy, wprowadzenie do tej dziedziny drukarek było jedynie kwestią czasu. 

Wydrukujmy sobie organy

O drukowaniu organów przeznaczonych do przeszczepów słyszał już chyba każdy. Jest to temat niezwykle medialny, ponieważ sposób pozyskiwania “przeszczepów” sprawia, że ich podaż jest prawie zawsze niższa niż popyt. 

Kiedy myślimy o transplantologii, prawdopodobnie od razu wyobrażamy sobie przeszczep serca. Szczególnie we współczesnych czasach, zawładniętych przez stres i pośpiech, gdzie liczba przypadków niewydolności tego organu rośnie w dużym tempie. Z tego powodu prowadzonych jest wiele badań mających na celu stworzenie sztucznego, drukowanego serca. 

Do nich należą badania prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu  Carnegie Mellon. W swoim artykule, opublikowanym w czasopiśmie Science, opisali oni metodę wykorzystania druku 3D do tworzenia rusztowania tkankowego z kolagenu. W naszym organizmie wiele organów, w tym serce, zbudowane jest z komórek trzymanych razem przez charakterystyczne rusztowanie, nazywane macierzą pozakomórkową. Dotychczas w tego typu badaniach wykorzystywano niezwykle mozolne i kosztowne techniki decelularyzacji. Zaprezentowane rozwiązanie, umożliwia znaczne przyspieszenie badań i przybliża nas znacząco do możliwości wydrukowania pełnowymiarowego ludzkiego serca.

Sztuczna ręka

Są jednak części nasze organizmu, których nie da się obecnie przeszczepić. Mowa oczywiście o naszych kończynach. Utrata dłoni czy stopy diametralnie zmienia życie poszkodowanej osoby. Jej życie może ułatwić proteza, jednak są one niezwykle drogie, a na ich wykonanie często czeka się latami. I choć domowy druk 3D szybko nie zastąpi profesjonalnych protetyków to pozwala na produkcję tanich i funkcjonalnych protez. 

Technologię tę wykorzystuje fundacja e-NABLE, która obecnie zrzesza 20 tysięcy drukarzy-wolontariuszy i dostarczyła już ponad osiem tysięcy protez. Dzięki nim i projektom Open-source, koszt drukowanej protezy ręki to obecnie około 200 zł. Jest to niezwykle ważne na przykład w przypadku dzieci. Ze względu na ich szybki wzrost, wielu rodziców nie mogło pozwolić sobie na regularne kupowanie protez, zastępując je znacznie tańszymi, nie animowanymi atrapami. 

Modele

Jednak medycyna nie kończy się na bezpośrednim pomaganiu chorym ludziom. Młodych lekarzy także trzeba wyszkolić, a profesjonalne modele są niezwykle drogie. Bardzo często jedna pomoc dydaktyczna kosztuje dużo więcej niż drukarka 3D z całkiem sporym zapasem filamentu. Dodatkowo istnieje wiele repozytoriów z darmowymi, precyzyjnymi modelami medycznymi, jak chociażby to stworzone przez US National Institutes of Health. Sam wielokrotnie korzystałem z niego by zdobyć niedostępne nigdzie indziej modele, chociażby białek. 

Druk 3D wykorzystywany jest jednak nie tylko do nauki młodych adeptów, ale często służy także pogłębianiu wiedzy doświadczonych lekarzy. Technologia druku 3D umożliwia produkcję i dokładną analizę uszkodzonych tkanek, nawet bez kontaktu lekarza z pacjentem. Dochodzi już do sytuacji, gdzie chirurg jest w stanie przeprowadzić próbną “operację” na wydrukowanym modelu, stworzonym na podstawie tomografii pacjenta.