3D printanje je proizvodna tehnologija za koju je specifično da se predmet izrađuje dodavanjem materijala sloj po sloj. Osim uštede materijala u odnosu na klasične tehnologije obrade (glodanje, tokarenje i sl.) kod kojih se oduzima višak materijala, tehnologija 3D ispisa omogućuje stvaranje predmeta direktno iz računalnog 3D modela. Razlikuje se bioprintanje s ne-bioprintanjem. U bioprintanju koristimo biotintu, a u ne-bioprintanju koristimo metal, plastiku za izradu zamjenskih dijelova tijela. Printanje polako, ali sigurno preuzima središnju ulogu u proizvodnji zamjenskih tkiva i organa, čime bi se mogao riješiti problem nedostatka donora.
Bioprintanje Promatrajući ulogu 3D printera u medicini osvrnut ćemo se na bioprintanje, printanje organa, u kojem se najviše kao tinta koristi biotinta. Danas se smatra kako je najbolji pristup osloniti se na samo-sastavljanje i samoorganizacijska svojstva stanica i tkiva te urođene regenerativne sposobnosti samog organizma. Te se stanice kasnije samoumnažaju, a dani kalup u kojem se nalaze se razgradi i ostane nam prirodno tkivo. Bioprintanje koristi višestanične samo-sastavljajuće jedinice kao čestice biotinte i upotrebljava rane razvojne morfogenetske principe, kao što su sortiranje stanica i fuzija tkiva. Bioprintanje uglavnom nema posljedica na stanice i predstavlja rješenje za konstrukciju debelih i kompleksnih tkiva s funkcionalnom vaskulaturom.
Biotinta Biotinta je tekući materijal napravljen od živih stanica. Prvi korak u 3D printanju jest biopsija bolesnog ili nefunkcionalnog organa te izolacija i umnažanje stanica s regenerativnim potencijalom. Izbor stanica za popravak ključan je korak. Prednost autolognih tkivnih matičnih stanica je ta da su specifične za bolesnika pa ne dolazi do odbacivanja transplantata. Tintni ispis je beskontaktna tehnika printanja koja pomoću sitnih kapi tinte reproducira informaciju digitalnog uzorka na podlogu.
Uspješno su projektirane tri kategorije organa: ravne strukture poput kože, cjevaste strukture poput mokraćnih cijevi i krvnih žila te šuplje strukture kao što je mjehur. Krajnji cilj tehnologije printanja organa je proizvodnja 3D vaskulariziranih organa pogodnih za kliničku implantaciju.
Proteze U bečkoj ortopedskoj bolnici Gersthof se pacijenticama i pacijentima s većim koštanim defektima ugrađuju individualno načinjene proteze iz 3D printera. Prilikom ugradnje umjetnog kuka u pravilu se koriste standardizirani implantati, ali ti implantati ponekad mogu olabaviti ili se pomaknuti, što dovodi do bolova i problema u kretanju. Ako pacijenti redovito odlaze na kontrole takve se promjene mogu na vrijeme prepoznati. No, neki od oboljelih na kontrole ipak dolaze prekasno i prilikom kontrolnog pregleda već imaju veliku rupu u očnoj kosti. U tom slučaju fiksiranje nove proteze može postati veliki problem. Upravo je u takvim slučajevima idealna uporaba 3D proteza koje se ugrađuju u bečkoj ortopedskoj bolnici Gersthof. Za proizvodnju individualnih proteza najprije se svi podaci šalju u Belgiju gdje nastaje virtualni 3D model umjetnog kuka. Na temelju njega 3D printer printa šablonu koja se u Beču koristi kao kalup za izlijevanje umjetnog kuka.
Umjetne kosti Znanstvenici s Kyoto University Graduate School of Medicine objavili su da sada mogu stvoriti umjetne kosti pomoću 3D printera, a iste kosti su već testirali na ljudima. Mark Frame, mladi kirurg iz Velike Britanije razvio je program koji će uštediti bolnicama novac te potencijalno spasiti mnogo života. Novi 3D printani Markovi modeli koštaju oko 100 eura, gotovi su za oko sedam dana, a već pomažu kirurzima prilikom priprema za složene operacije, čak i prije nego što pacijenti dođu do operacijske sale. Također, oštećene kosti mogu se popraviti koristeći novu tehnologiju koja ukljućuje 3D printanje. Na primjer, ako dijete ima određene mane na kostima donje čeljusti, ona se skenira, određuje se defekt, a zatim se taj dio isprinta “ispravan” te kirurški zamijeni. Za stvaranje ovakvih kostiju, 3D printer stvara skelu u obliku kosti i onda je puni matičnim stanicama odraslog čovjeka, stanicama koje imaju sposobnost da se razviju u različite vrste tkiva. Isprintani proizvod se operacijom ugradi u tijelo, isprintana skela kosti se u roku od tri mjeseca razgradi, a nju zamijeni potpuno nova zdrava kost.
Printanje ljudske kože Trenutni proces presađivanja kože, najvećeg ljudskog organa, kod žrtava opekotina zahtijeva uklanjanje kože iz neoštećenog područja kože pacijenta i presađivanje na dio tijela zahvaćen opeklinama. Znanstvenici sa Sveucilišta u Torontu razvili su metodu kako napraviti biotintu od stanica kože. Oni su stvorili sustav u kojem kamere skeniraju ranu, zatim stvaraju 3D sliku i koža se printa direktno na tijelo pacijenta. U pokusima, bili su u mogućnosti izliječiti ozljede kože u rekordnom vremenu, a nadaju se da će ovaj sustav raditi jednako učinkovito i kod ljudi. 3D koža ne samo da značajno ubrzava oporavak, ona također značajno smanjuje rizik od infekcije.
Izvor slika: