پرینتر سه بعدی باعث انقلاب در علوم و صنایع مختلف از جمله علم پزشکی و مهندسی پزشکی شده است. از جمله کاربردهای این پرینترها ساخت اعضای بدن بوده است که یک تحول عظیم در این صنعت محسوب میشود. مزایای بیشمار استفاده از این دستگاه که در نهایت باعث بهبود خدمات رسانی و کمک به بیماران و حتی نجات جان آنها شده است باعث شده تا روزبه‌روز استفاده از آنها گسترش پیدا کند.انعطاف پذیری و مزایای فراوانی که چاپ سه بعدی در اختیار متخصصان پزشکی قرار داده است این امکان را فراهم نموده تا وسایل پزشکی و تجهیزات بیمارستانی مانند پروتزها، ایمپلنت‌ها، وسایل و ابزار جراحی و … با هزینه‌ی مناسب‌تر تولید بشوند.
وسایل پزشکی را اگر در سه دسته بندی وسایل کم خطر مانند بانداژ و دستکش، وسایلی با خطر متوسط مانند کیت های بارداری و دستگاه های اشعه ایکس و وسایل پرخطر از قبیل ایمپلنت ها و دستگاه های ضربان ساز قرار دهیم، در حال حاضر امکان پرینت همگی آنها وجود ندارد. تمرکز اصلی بر روی چاپ وسایل و ابزار آسان‌تر هستند.در این فرآیند با چسباندن مواد و رسوب موادی از قبیل پلاستیک ، فلز ، سرامیک ، پودرها ، مایعات یا حتی سلولهای زنده ساخت ابزار انجام می‌گیرد. از مزیت‌های این علم عدم وجود محدویدت در تولید تجهیزات است و آن را به عنوان ساخت مواد افزودنی (AM) ، نمونه سازی سریع (RP) یا فناوری با فرم آزاد جامد (SFF) هم می‌شناسند.
ساخت ابزار آموزشی با پرینتر سه بعدی
در گذشته از جثه حیوانات و سایر نمونه‌های آزمایشگاهی برای مشاهده بافت داخل بدن، تمرین و یادگیری جراحی استفاده می‌شد. اما این روش نقایصی از قبیل:
- محدودیت نمونه
- تحمیل هزینه زیاد برای جمع آوری نمونه و محدودیت فضا برای نگهداری
- عدم سازگاری و هماهنگی با آناتومی انسان
- عدم نمایش ویژگی‌های بافت را دارد.
به همین دلیل از بزرگترین موارد که پزشکان و متخصصین بر آن تاکید داشته‌اند تکثیر آناتومیک انسان بوده است. در نهایت پزشکان از مدلهای تولید شده توسط AM موفق شدند بافت انسان را توسط دستگاه پرینتر بسازند و از آن برای تشخیص بیماری، تعیین روش درمانی مناسب و …. استفاده کنند.
تولید پروتز با چاپ سه بعدی
پروتزهای سه بعدی تولید شده با این دستگاه با هزینه کمتر و سریع‌تر ساخته می‌شوند باعث تحول بزرگی در زندگی افرادی شده‌اند که دچار نقص عضو هستند. از این رو در بسیاری از کشورها این امر توسعه پیدا کرده است و با شدت زیادی در حال رشد و گسترش است.این پرینترها مقرون به صرفه هستند و از انعطاف پذیری در طراحی برخوردار هستند که موجب شده تعداد زیادی از مردم به پروتزهای سه بعدی دسترسی داشته باشند در حالی در گذشته افراد هیچ تصوری از این علم و صنعت نداشتند. رایج ترین پروتزهای پرینت سه بعدی شده شامل بازوها، دست ها و پاها هستند و سازمان‌هایی مانند (Range of Motion Project) توانسته‌اند با چاپ سه بعدی علاوه بر کاهش هزینه پروتزهای دست و پا را با کیفیت بالایی تولید کنند.
پرینت سه بعدی ایمپلنت
در صورت استفاده از آناتومی مختص هر فرد در عمل‌های جراحی طول عمر این عمل‌ها افزایش خواهد داشت. استفاده از ایمپلنت‌های مخصوص بیمار (PSIs) در عمل‌های جراحی قابل استفاده هستند اما طراحی و توسعه آنها در طی یک فرآیند پیچیده و با هزینه زیاد انجام می‌گیرد. به همین دلیل از پرینتر سه بعدی برای طراحی و تولید ایمپلنت‌هایی با انعطاف و کیفیت بالا استفاده میشود.
برای تولید ایمپلنت ابتدا از طریق توموگرافی کامپیوتری (CT) و تصویرسازی تشدید مغناطیسی (MRI) تصاویر دقیق و سه بعدی تهیه میشود. این تصاویر را در فرمت DICOM ذخیره ذخیره می‌کنند تا در طول پروسه استفاده شوند. ایمپلنت‌های تهیه شده برای استفاده در عمل استریل می‌شوند. این تولیدات انطباق زیادی با استخوان‌ها دارند و در نتیجه پیچ و مهره آنها به خوبی ثابت میشود.
استفاده از پرینتر سه بعدی در ساخت باند
سوختگی‌هایی که درجه بالایی دارند معمولا از پروسه درمان طولانی مدت و طاقت فرسایی برخودار هستند و گاهی عفونت ناشی از آنها باعث مرگ افراد میشود. با استفاده از چاپ سه بعدی باندهای سوختگی را ساخته‌اند که از مزایای آنها سفارشی سازی تولید می‌باشد.یک تیم دانشجویی در دانشگاه گراند کانیون یک نمونه از این بانداژها را تولید کرده است. این بانداژ از جنس یک ماده ژل مانند است که قادر است باکتری را تشخیص داده و آن را به دام بیاندازد و در نتیجه نسبت به نمونه‌های معمولی عملکرد بهتر و موثرتری خواهد داشت.
گوش بیونیک سه بعدی
گوش بیونیک تولید شده در دانشگاه پرینستون نیویورک با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته شده است که در ساخت آن از ترکیب آنتن کویل کوچک با غضروف بهره برده‌اند. این تولید اولین محصول چاپ سه بعدی برای بافت درهم آمیخته با تکنولوژی الکترونیک است که می‌توان از آن برای ترمیم یا تقویت شنوایی انسان استفاده کرد و حتی از فرکانس رادیویی بالاتر از گوش طبیعی انسان برخوردار است.
ساخت ابزار پزشکی با پرینتر سه بعدی
وجود این پرینترها یاعث شده تا پزشکان بتوانند ابزار مورد نیازشان که در دسترس نیست را با هزینه کمتر طراحی و تولید کنند. به عنوان مثال سرنگ گوش از نمونه ابزارهایی است که استفاده از آن برای پزشک خسته کننده و برای بیمار دردناک است. Safkan شرکت استارت آپی است که Otoset را به عنوان وسیله اتوماتیک تمیزکننده گوش و با استفاده از این روش تولید کرده است.
کاتترها نیز یک نمونه از تجهیزات بیمارستانی هستند که برای ورود به مجاری بدن آنها را از طریق گردن، بالای ران و بازو به داخل رگ خونی می‌فرستند.محققان در استنفورد، یک غشا سیلیکونی کوچک و قابل انعطاف با حفره های کوچک برای حمل الکترودها را تولید کرده‌اند و توانستند کاتترهای پرینت سه بعدی شده سفارشی را برای انتقال سیگنال ها روی دیواره قلب قرار دهند.