Využití 3D tisku v medicíně

3D tisk je moderní technologie, která nachází stále širší uplatnění v různých vědních oborech, zejména v moderní medicíně. Jedná se o výrobu trojrozměrných předmětů z digitální předlohy pomocí 3D tiskárny. První funkční 3D tiskárna vznikla v roce 1986. V České republice se využitím 3D tisku v lékařství zabývá Česká společnost pro 3D tisk v medicíně sídlící v Liberci.

Princip[upravit | editovat zdroj]

Nejprve se vytvoří 3D model pomocí počítačového softwaru. Následně se využívá slicing software (slicer), který model nařeže na tenké vrstvy a vygeneruje instrukce pro 3D tiskárnu, která tento model začne po vrstvách vytvářet. Důležitý je výběr správného tiskového materiálu. Mezi nejčastěji používané materiály patří plasty, kovy a keramika. 3D model se poté jako vrstva po vrstvě zhotovuje a po dokončení se může upravit či doleštit pro dosažení požadovaného vzhledu.

Využití[upravit | editovat zdroj]

Stomatologie[upravit | editovat zdroj]

Nejčastěji ze všech medicínských oborů se 3D tisk využívá ve stomatologii a protetickém zubním lékařství. Slouží k výrobě zubních protéz, korunek, implantátů a ortodontických aparátů. Vytváření náhrady probíhá následovně: chrup se naskenuje do počítače, kde se vytvoří požadovaná předloha zubní náhrady, která se poté vytiskne na tiskárně. Velkým přínosem je také tisk 3D fantomových zubů pro výuku studentů stomatologie v rámci preklinického zubního lékařství. Tyto modely mohou být jednovrstvé či dvouvrstvé.

Chirurgie[upravit | editovat zdroj]

Užitečný je 3D tisk pro vizualizaci a možné lepší plánování chirurgických zákroků. Důležitý je nejprve pdoklad pro vytváření modelů. Tím bývají data ze zobrazovacích metod (nejčastěji CT skeny). Tělesné orgány se pak softwarově dají metodami segmentace oddělit od okolní tkáně. Vytvoří se model, který se dá tisknout. Tohoto postupu se využívá např. v transplantační medicíně, kdy se testuje velikost transplantátu (převážně játra^[1]). V ortopedii a traumatologii se pak nabízí znázornění zlomenin kostí a návrh konkrétních řešení pro velmi specifické situace^[2].

Protetika[upravit | editovat zdroj]

Tisk se využívá také v oblasti chirurgie a protetiky, kde se nejčastěji vyrábějí implantáty, například klouby (zejména kolenní kloub), kosti a protézy schopné nahradit část či celou končetinu. Velkou výhodou při tisku kostí a jiných částí těla je, že moderní materiály již nezpůsobují imunitní reakci vůči cizímu předmětu. Naopak tělo je dokáže bez problémů přijmout. Například v roce 2013 se podařilo vytvořit náhradu, která pacientovi rekonstruovala více než polovinu lebky. Nemusí však jít jen o tisk funkčních implantátů a náhrad, ale i o výrobu estetických náhrad. V protetice se nejčastěji používají plasty.

Kompenzační pomůcky[upravit | editovat zdroj]

3D tisk se využívá i při tvorbě kompenzačních pomůcek, jako jsou například naslouchátka^[3]. Již v roce 2014 se odhadovalo, že na světě bylo vytištěno více než 10 milionů těchto pomůcek, přičemž toto číslo do roku 2024 výrazně vzrostlo.

Tisk orgánů – bioprinting[upravit | editovat zdroj]

Bioprinting je technologie, která vznikla na základě zjištění, že do živé buňky lze vstřikovat polymery pomocí trysek tiskáren, aniž by se tyto buňky poškodily. Vstříknuté polymery pomáhají udržovat vhodné podmínky pro život buňky a dokáží skládat buňky dohromady tak, aby vznikla živá funkční tkáň. Tímto způsobem již byla vytvořena například ledvinná a jaterní tkáň či cévy, které byly úspěšně implantovány do zvířat. Čínská společnost Sichuan Revotek úspěšně implantovala opici tepnu, kterou vytvořili touto technologií. V USA byla zase jaterní tkáň úspěšně implantována myším. Bioprinting se vyvíjí tak rychle, že tisk celých funkčních lidských orgánů je již na dosah. Odborníci doufají, že brzy bude možné vytisknout funkční ledviny nebo játra.

Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Zdroje[upravit | editovat zdroj]

Souvísejcí články[upravit | editovat zdroj]

[1] [1]

[2] [2]

[3] ttps://www.sonova.com/en/story/innovation/3d-printing-technology-improved-hearing

[1]

[2]

[3]