به گزارش باشگاه خبرنگاران به نقل از مدیکال اکسپرس، محققان دانشگاه ناتینگهام انگلیس با استفاده از یک فرآیند چاپ ۳بعدی جدید، کشف کرده اند چگونه میتوان قطعات مصنوعی بدن و سایر دستگاه های پزشکی را با عملکرد داخلی که دارای فرم و دوام بهتری هستند، تنظیم کرد در حالی که خطر عفونت باکتریایی را همزمان کاهش دهد.
دکتر ینگفن هه، در این باره می گوید: بیشتر دستگاه های پزشکی تولید انبوه قادر به پاسخگویی کامل به نیاز های منحصر به فرد و پیچیده کاربران خود نیستند. به همین ترتیب روش های چاپ سه‌بعدی (۳D printing) تک ماده دارای محدودیت های طراحی هستند که نمی تواند یک دستگاه سفارشی با چندین عملکرد بیولوژیکی یا مکانیکی تولید کند؛ ولی برای نخستین بار با استفاده از یک تکنیک چاپ سه بعدی چند ماده ای به کمک رایانه، ما نشان می دهیم که ترکیب عملکرد های پیچیده در یک دستگاه مراقبت های بهداشتی سفارشی برای تقویت رفاه بیمار امکان پذیر است.
امید است که فرآیند طراحی ابتکاری بتواند برای چاپ ۳بعدی هر دستگاه پزشکی که به اشکال و عملکرد های قابل تنظیم نیاز دارد، اعمال شود. به طورمثال این روش میتواند برای ایجاد یک اندام یا مفصل مصنوعی برای جایگزینی انگشت یا پای از دست رفته بیمار برای بهبود راحتی و دوام پروتز یا برای چاپ قرص های سفارشی حاوی چندین دارو معروف به پلی پیل، بهینه سازی شده و برای رهاسازی در بدن در توالی درمانی از قبل طراحی شده مورد استفاده قرار گیرد.
جمعیت سال خورده جهان در حال افزایش است که این امر منجر به تقاضای بیشتری برای تجهیزات پزشکی در آینده می شود استفاده از این تکنیک میتواند سلامت افراد مسن را بهبود بخشیده و بار مالی دولت را کاهش دهد.
برای این مطالعه محققان از الگوریتم رایانه ای برای طراحی و ساخت پیکسل به پیکسل اشیا چاپ شده سه بعدی ساخته شده از دو ماده پلیمری با سختی متفاوت استفاده کردند که از تجمع بیوفیلم باکتری (Bacterium) نیز جلوگیری می کند. با بهینه سازی سختی از این طریق، آنها با موفقیت به قطعات سفارشی و اندازه ای دست یافتند که انعطاف پذیری و مقاومت لازم را ارائه می دهند.
به عنوان مثال در جایگزینی مفصل انگشت مصنوعی فعلی از هر دو قسمت سیلیکونی و فلزی استفاده می شود که سطح استانداردی از مهارت را به فرد ارائه می دهد در حالیکه هنوز به اندازه کافی سفت و سخت است تا بتواند در استخوان کاشته شود. با این حال به عنوان یک نشانگر برای مطالعه، تیم قادر به چاپ سه بعدی مفصل انگشت با ارائه این نیاز های دوگانه در یک دستگاه بود در حالیکه همچنین می توانست اندازه و قدرت آنرا به گونه ای تنظیم کند که نیاز های بیمار را برآورده سازد.
به طرز هیجان انگیزی با کنترل سطح اضافه شده، تیم توانست سبک جدید چاپ سه بعدی خود را با چند ماده مقاوم در برابر باکتری و عملکرد زیستی انجام داده و به آنها امکان کاشت و مبارزه با عفونت را که ممکن است حین و بعد از جراحی رخ دهد، بدون استفاده از دارو های آنتی بیوتیک دهد.
این تیم همچنین از روش جدید توصیف با وضوح بالا (۳D orbitSIMS) برای نقشه برداری سه بعدی از شیمی ساختار های چاپی و آزمایش پیوند بین آنها در سراسر قسمت استفاده کرد. این مشخص کرد که در مقیاس های بسیار کوچک این دو ماده در رابط های خود با هم ترکیب میشوند که نشانه اتصال خوب است.
قبل از تجاری سازی این روش محققان قصد دارند کاربرد های بالقوه آنرا با آزمایش بر روی مواد پیشرفته تر با قابلیت های اضافی مانند کنترل پاسخ های ایمنی و ارتقاء پیوست سلول های بنیادی گسترش دهند.
- 19
- 1
