Tıpta 3D Printer Uygulamaları

Yazar: Isil Arikan ,
Ağustos 03, 2017
Tıpta 3D Printer Uygulamaları

Bir süredir devam ettiğimiz 3D Printer dizisinde bu teknolojinin en çok kullanıldığı sektörlerden de bahsederek uygulama alanlarına daha detaylı değinelim. Tabii bunların en başında hem sağlığın önemi hem de 3 boyutlu yazıcıların yaygın kullanımıyla Tıp alanı geliyor. 



Tıpta 3D Printer Kullanımı Ne Gibi Faydalar Getirdi?

Sağlık alanındaki uygulamaların ne olduğuna geçmeden önce kısaca 3 boyutlu yazdırma teknolojilerinin tıpta kullanımının ne gibi avantajları olduğuna bakmakta da fayda var. Birkaç cümle ile bahsetmek gerekirse; 

-          Kişiye Özel Tedaviler, Protezler ve Uygulamalar


3 Boyutlu Yazdırma işleminin her şeyden önce en önemli avantajı kişiye özel çözümler sunabilmesi. Standart tedavilerin veya protezlerin sınırlı fayda sağladığı hastalarda kişiye özel çözümlerle uyumsuzluk riski de ortadan kaldırılıyor.




 

-          Artan Maliyet Avantajı

Aslında tıp alanında geleneksel üretim metodları yüksek adetteki üretimlerde çok maliyetli değil. Ancak 3D Printer ile yazdırma işleminin maliyeti de günden güne daha rekabetçi seviyelere iniyor. Hatta bu durum özellikle küçük boy standart implantlar ve protezlerde (diş ve omurga gibi) daha da belirgin. Özellikle düşük adetli ancak karmarşık ürünlerin üretimindeki 3 boyutlu yazdırma işleminin maliyeti önemli derecede düşük. 

Bunun yanında 3D Print teknolojileri gereksiz kaynak kullanımın da önüne geçerek başka bir maliyet avantajı da oluşturuyor. 

-          Artan Verimlilik

3 boyutlu yazdırma dünyasında “hızlı” şeklinde tanımlanan bir yazdırma işlemi en fazla 1-2 saat sürüyor. Böylece bu teknoloji geleneksel metodlardan daha hızlı üretim yaparak ayrılıyor. Aynı zamanda kalite, çözünürlük, güvenilirlik, doğruluk ve tekrar üretilebilirlik de göz önüne alındığında 3 boyutlu yazdırma işlemi hem geleneksel metodlara göre daha verimli, hem de her geçen gün eskisinden daha verimli hale geliyor. 

-          Uyumluluk ve İlerleme

3 boyutlu yazdırma dünyasında her geçen gün yeni bir yazdırma materyali kullanıma sunuluyor, ve her geçen gün materyal ve uygulama maliyetleri düşüyor. Bu da sadece tıpta 3D printer kullanımı değil, her alanada daha fazla insanın ticari veya hobi amacıyla bu teknolojileri kullanmasının önünü açıyor. 3 boyutlu yazdırma için kullanılan data dosyalarının (genellikle .stl veya benzerleri) bilgisayar ortamında paylaşılabilmesi ile de artık her kullanıcı kendinden önce o konuda yapılmış olan çalışmaları ve sonuçlarını aynı ürünü tekrar üretmesine gerek olmadan görebiliyor. Kısacası; gerek çalışmaların ve bilgi birikiminin paylaşılması, gerek teknolojik gelişmelerin son derece hızlı ilerlemesi, gerekse düşük maliyet açısından 3 boyutly yazdırma teknolojileri geleneksel metodlara göre çok daha avantajlı. 

Tıpta 3D Printer Teknolojilerinin Uygulama Alanları

Tıpta 3D printer uygulama -hem güncel hem de potansiyel olarak- üç ana kategoride inceleyebiliriz:

-          Organ, doku ve damar üretimi

-          Kişiye özel protezler, implantlar ve anatomik modeller

-          Farmakolojik uygulamalar (kişiye özel dozajda üretilmiş tablet ilaçlar)

Bu şekilde ana hatlarıyla uygulama alanlarını belirttik ancak detayda da 3D printer ile yazdırma teknolojileri tıp alanında şimdiye kadar nasıl ve nerelerde kullanılmış diyenler için devrim niteliğindeki 12 uygulamadan da bahsedelim: 

1.       Damar Dokusu

Tıpta 3D printer kullanımının en çığır açıcı uygulama alanı ise canlı dokuları kullanmak. Harvard Üniversitesi’de yapılan çalışmalarla gerçek hücre içeren dokular üretilerek bu dokularla kan damarları elde edilmeye başlandı. 

2.       Düşük Maliyetli Protez 

Protez üretimi onyıllardır süregelen bir işlem ve tıp dünyası buna alışkın. Ancak geleneksel metodlarla üretilen protezlerin hem üretim süresi uzun, ki bu da yüksek maliyet anlamına geliyor, hem de kişiye özel bir modifikasyon gerektiğinde protez buna uygun olmayabiliyor. Ancak artık Toronto Üniversitesi’nin öncülük ettiği çalışmalarla çok daha düşük fiyata ve kişiye özel protezler üretilebiliyor. 

3.       İlaç Üretimi

Glasgow Üniversitesi’nde yapılan çalışma sonuçlandığında artık eczanelerden standart formlarda ilaç alma dönemi de kapanmış olacak. Bu uygulama ülkemize ne zaman gelir bilinmez ancak uygun oranda kimyasalların karıştırılmasıyla elde edilen tozun 3D Printer ile tablet formunda yazdırılarak internetten veya eczanelerden kişiye özel dozajda ilaçlar alınması mümkün olacak. 

4.       Özel Üretim Sensörler

Özellikle kalp ve damar hastalıklarında kullanılan sensörlerin 3D printer kullanılarak yazdırılması ile kişisel ihtiyaçlara cevap veren sensör üretimi başlamıştır. 

5.       Tıbbi Modelleme

Çin ve Amerika’daki üniversitelerde aynı anda yürütülen çalışmalarla özellikle kanser tümörlerinin üç boyutlu modelleri üretiliyor. CT ve MRI taramalarıyla bir hastada gelişen bir tümörün modellemesi yapılarak tümörün nasıl geliştiği ve yayıldığı anlaşılmaya çalışılıyor. Bu şekilde tıpta 3D printer kullanımının  “önleyici tedaviler” alanında bir devrim yaratması bekleniyor. 

6.       Kemik

2011 yılında Washington State Üniversitesi profesörlerinden Bose bazı kimyasalları seramik tozu ile birleştirerek ilk insan yapımı kemiği üretti. Çalışmanın ilerleyen aşamalarında gerçek hücreler ve kemik materyali ile kemik üretilmesi planlanıyor. 

7.       Kalp Kapakçığı 

Aslında bir 3D Printer kullanarak ilk yapay kalp kapakçığı Cornell Üniversitesi’nde üretildi. Yakında koyunlar üzerinde test edilecek olan kapakçığın başarısı sonrasında bu alan da daha çok gelişmeye açık. 

8.       Kulak Kıkırdağı

Yine Cornwell Üniversitesi’nde yapılan bir çalışma ile kulak kalıbı üretildi. Ardından bu kalıp kolajenle desteklenmiş kıkırdak ile doldurularak kulak kıkırdağı elde edildi. Bu çalışmanın temel omurilik sorunlarının tedavisinde 3D Printer kullanımının önünü açması bekleniyor. 

9.       Tıbbi Ekipmanlar

Diğer tüm sektörlerde olduğu gibi sağlık alanında da ekipman ve yedek parça üretiminde de daha düşük maliyet ve seri üretim için 3D printer kullanılmaya başlandı. 

10.   Kafatası Nakli

Utrecht Universite Hastanesi’nde bir grup cerrah 22 yaşındaki bir kadının tüm kafatasını 3D Printer ile yazdırılmış plastik bir implant ile değiştirmeyi başardılar. Hemen ardından Çin’de kafatası kırılmış bir adam için de benzer bir yöntemle kişiye özel tasarlanmış titanyum kafatası üretildi ve nakledildi. Bu operasyonlar tıpta 3D printer uygulamalarının en başarılı sonuçlar veren alanlarından da biri oldu. 

11.   Sentetik Deri

Amerika’daki Wake Forest Tıp Fakültesi’nden James Yoo bu alanda daha da ileri giderek bir 3 boyutlu yazıcıyı modifiye etti ve yanık kurbanlarının direkt yaralarının üzerine deri kaplayan bir yazıcı elde etti. Yarayı scan edebilen bu cihaz, ilgili yaranın tamamını kapatacak şekilde ve kat sayısında deri katmanlarını yara üzerine kaplıyor. 

12.   Organ

Bu konuda gelişmeler öncekiler kadar ileri düzeyde değil maalesef ancak fonksiyonel olarak çalışmasını 40 gün sürdürebilen ilk karaciğer hücreleri 3D Printer ile üretildi. Organ bağışı bekleyen milyonlarca hastaya umut olan çalışmaların devamında karaciğer, kalp, böbrek gibi organların uzun süre çalışabilecek şekilde üretimi planlanıyor.