استفاده از پرینت سه بعدی در پزشکی، یکی از بهترین راه ها برای جلوگیری از برخی اتفاقات ناگوار است.

پرینترهای سه بعدی قادر به تولید ساختار غیر قابل رشدی هستند که می توانند در شرایطی استوار قرار گرفته و کار یک ارگان از دست رفته را ایفا کنند. برای مثال یک دندان مصنوعی می تواند به صورت پرینت سه بعدی به دست آید.

اما تا پیش از این کسی نتوانسته بود ساختارهای پرینت شده را در ارگان های رو به رشد یک نوزاد به کار گیرد تا مشکل تنفسی را درمان کند. مسئله دقیقا اینجاست که ساختار پرینت شده کاملا قابلیت رشد دارد و با افزایش اندازه ارگان های داخلی نوزاد، آن قطعه هم رشد می کند.

گلن گرین، پزشک متخصص اطفال در دانشگاه میشیگال و نویسنده پژوهش می گوید: “این اولین ایمپلنت پرینت شده است که می تواند در طول زمان تغییر اندازه دهد و پیش از جذب شدن، بیماری کودک رو به رشد را درمان کند.”

وی می گوید سه سال پیش، کودکی که به این شیوه مورد درمان قرار گرفته بود حالا کاملا سالم است و هیچ مشکلی در مجاری تنفسی خود ندارد.

بیماری اصلی هر سه کودک، Tracheobronchomalacia نام داشت. در این بیماری نادر که البته زندگی نوزاد را در معرض خطر قرار می دهد، نای و نایژه ها استحکام مخصوص به خود را ندارند و حین عمل بازدم روی یکدیگر می خوابند. به این صورت سیستم تنفسی قادر نخواهد بود تا اکسیژن کافی را از محیط دریافت کرده و از طریق رگ های خونی به نقاط بدن برساند.

انسان بیش از چند دقیقه نمی تواند بدون اکسیژن زنده بماند و همین مسئله سبب می گردد نوزادان در مدت زمانی کوتاه پس از تولد دچار مشکلات شدید شده و زندگی بسیار کوتاهی داشته باشند. این بیماری تقریبا از هر 2 هزار کودک، در یک نوزاد ظاهر می شود.

کودکانی که زودتر از موعد متولد می شوند احتمال ابتلا به این بیماری را دارند. البته اگر بیماری به لطف تجهیزات پیشرفته بیمارستانی کنترل شود، پس از سه سالگی احتمالا به طور کل برطرف می شود اما تعداد کمی از این کودکان قادر خواهند بود تا 3 سالگی زنده بمانند.

بنابراین هیچ راهی جز آزمون و خطا برای این کودکان وجود ندارد و 3 کودکی که تحت مداوای این شیوه قرار گرفتند، با موفقیت دوران بیماری را پشت سر گذاشته و حالا از لحاظ سیستم تنفسی کاملا بدون مشکل اند.

گرین گفت: “یکی از کودکان به علت بیماری اش قادر به خوردن غذا و نگه داشتن آن در معده اش نبود. بدون جراحی، آن ها احتمالا طی چند روز یا چند هفته می مردند.

محققین برای جلوگیری از خوابیدن لوله های تنفسی روی یکدیگر از ماده ای بی ضرر به نام پلی کاپرولاکتون استفاده کردند که حالتی مشبک داشت و به مرور زمان بافت آن تحلیل می رفت. وقتی تراشه های مخصوص دور تا دور کانال های هوایی دستگاه تنفسی قرار بگیرد، مانع از فشارهای جانبی شده و آن ها را استوار نگه می دارد.

برای ساخت تراشه ها، محققین ابتدا مدل های سه بعدی از مجاری تنفسی کودکان را با استفاده از تصاویر سی.تی. ساختند و سپس بر اساس آن ها، تراشه هایی را به صورت اتوماتیک طراحی کردند تا درون سیستم تنفسی قرار دهند.

تراشه ها سپس توسط پرینتر سه بعدی پرینت شده و سالم و آماده در اختیار متخصصین قرار می گیرند. قدم بعدی جراحی و قرار دادن این تراشه ها درون بدن بیمار است.

ساختارهای تولید شده توسط ترفند خاصی به نام Laser Sintering تولید شده اند. طی این پروسه، دستگاه پودر مخصوص را ذوب کرده و به صورت لایه لایه پرینت می کند. هر قطعه تقریبا 10 دلار قیمت گذاری شده است و تولید آن ها بین یک تا سه روز به طول می انجامید.

محققین همان زمان پیش بینی کردند که با توجه به ساختار خاص تراشه ها، آن ها قادرند با رشد نوزاد همگام شده و مرحله به مرحله توسعه یابند تا اینکه در نهایت جذب شده و از بدن نوزاد خارج شود.