Medycynę też można spersonalizować. Do tego potrzeba społeczności i druku 3D

W ostatnim czasie można zauważyć rozwój kolejnego trendu. Jest nim personalizacja medycyny.

Przez personalizację rozumiemy takie wykonanie zabiegu czy interwencji, które jest dostosowane do indywidualnych potrzeb konkretnego pacjenta. Mogą to być tak prozaiczne rzeczy, jak zlecenie wykonania innej niż rynkowa dawki leku w aptece, czy bardziej skomplikowane – wytworzenie protezy dłoni.

Na okres rozwoju medycyny spersonalizowanej przypada ogromny wzrost popularności druku 3D. Jest to obecnie jedna z najszybciej rozwijających się dziedzin technologii – niemal codziennie powstaje nowa firma produkująca drukarki trójwymiarowe, filament, oprogramowanie czy sprzęt obrazujący – skanery. Biorąc pod uwagę jej wszechstronność, nic dziwnego, że technologia druku przestrzennego zaczyna wywierać coraz większy wpływ na medycynę. W końcu Druk 3D z założenia służy do otrzymywania przedmiotów niestandardowych, dokładnie takich, jakie są nam w tej chwili potrzebne. Co konkretnie sprawia, że druk 3D może w przyszłości stać się podstawowym narzędziem w medycynie? Składa się na to kilka jego cech.

Elastyczność techniki

Dzięki drukowi 3D jesteśmy w stanie drukować elementy o bardzo skomplikowanych kształtach, których wykonanie metodami klasycznymi przysparza dużo problemów. Co istotne, jako bazę do stworzenia modelu przestrzennego można wykorzystać np. zdjęcia rentgenowskie. Świetnym przykładem było wydrukowanie modeli czaszki przy pionierskiej operacji przeszczepu twarzy w Gliwicach. Wydruki były odzwierciedleniem kości pacjenta i pozwoliły zespołowi chirurgów zaplanować i przygotować skomplikowany zabieg. Dzięki takiemu wsparciu, lekarzom udało się to, co do tej pory było nieosiągalne. Technologia jednak nie ogranicza się tylko do tego. Możemy tworzyć nie tylko ostateczne produkty, ale też narzędzia ułatwiające wykonywanie zabiegów medycznych. Potwierdzeniem tej tezy może być urządzenie wspomagające usuwanie żylaków kończyn dolnych metodą endowaskularną, które wydrukowano na drukarce Zortraxa przez Polaków.

Niski koszt

Według wielu, największą zaletą druku przestrzennego jest relatywnie niski koszt niektórych typów drukarek. Szczególnie, jeśli porównamy go z ceną standardowego wyposażenia szpitala czy gabinetu stomatologicznego, która często sięga milionowych wartości. W razie małego obłożenia drukarki, nie ma konieczności posiadania jej na własność – można skorzystać z usług firmy wykonującej wydruki na zlecenie. Dobrym przykładem są ruchome protezy dłoni, których elementy można wydrukować przy użyciu technologii FDM. Spełniają one swoją funkcję umożliwiając wykonanie podstawowych ruchów jak chwytanie obiektów. Koszt wykonania protezy z użyciem druku przestrzennego to kilkaset dolarów w porównaniu do klasycznych metod, kosztujących kilka do kilkudziesięciu tysięcy.

Szybkość

Niekwestionowaną przewagę druku przestrzennego nad standardowymi rozwiązaniami stanowi jego szybkość. Wykorzystując tą technologie jesteśmy w stanie szybko zweryfikować czy dane rozwiązanie jest skuteczne. Wyobraźmy sobie, że udając się do stomatologa, w czasie jednej wizyty jesteśmy w stanie pobrać odcisk, wytworzyć i założyć koronę. Dziś – ten proces jest rozłożony na dłuższy czas, co wiąże się z wieloma wizytami i licznymi poprawkami. Przewiduje się, że już niebawem druk 3D zrewolucjonizuje farmację. Obecnie, koncerny farmaceutyczne rejestrują na rynku kilka dawek każdego leku. Problem pojawia się gdy pacjentem jest dziecko lub osoba wymagająca niestandardowej dawki. Używając tej technologii, będziemy mogli w kilka minut wydrukować tabletkę dla indywidualnego pacjenta, bez konieczności otwierania nowej linii produkcyjnej w fabryce.

Dostępność

Za początek wzrostu popularności druku 3D odpowiada nurt open-source. Mając darmowy i pełny dostęp do projektów 3D i know-how jesteśmy w stanie wydrukować np. całą drugą drukarkę trójwymiarową! Na całym świecie miliony pasjonatów pisze na forach, proponuje rozwiązania, tworzy projekty, które następnie udostępnia w zbiorach wzorów wydruków, jak Thingverse prowadzone przez Makerbota. Nie pominięto tutaj także medycyny. Jedną z pierwszych znanych inicjatyw był Open Hand Project. Jego pomysłodawca opracował modele 3D, wykonał testy i opisał jak używając domowej drukarki wydrukować i złożyć własną protezę dłoni. Media regularnie przybliżają historię kolejnego szczęśliwego dziecka, które może cieszyć się protezą imitującą dłoń Iron Mana lub innego ulubionego super bohatera.

Ciągły rozwój

Druk przestrzenny jest dynamicznie rozwijającą się dziedziną. Konstruktorzy dopasowują rozwiązania do potrzeb rynku, którego coraz większym segmentem jest medycyna. Z biegiem czasu powstają nie tylko coraz bardziej zaawansowane drukarki. Konstruuje się również nowoczesne materiały o wysokiej trwałości czy biokompatybilności. Obecnie opracowywane są materiały biodegradowalne, które po umieszczeniu w ciele rozpuszczą się gdy spełnią swoją rolę. Stworzono także filament, który tworzy rusztowanie, w którym następnie będzie mogła się rozwijać tkanka, a docelowo całe narządy! Dysponowanie idealnymi materiałami i technologią, jest kwestią czasu.

Problemy i bariery

Nie można mówić o łączeniu medycyny i druku 3D bez uwzględnienia oczywistych problemów i barier. Technologia dla wielu stanowi jeszcze „rocket science”, a jej medyczne zastosowania nie są szeroko znane w środowisku. Pomimo coraz liczniejszych przykładów zastosowań opracowanych w kraju, wielu lekarzy ostrożnie podchodzi do tematu. Stanowi to pewną trudność w tworzeniu interdyscyplinarnych zespołów, które mogłyby pracować nad kolejnymi rozwiązaniami. Potrzebny jest także czas, by z fazy udowadniania realności rozwiązania przejść do przygotowania bezpiecznych i zwalidowanych procedur. Stworzenie prototypu jest zazwyczaj łatwe, szybkie i tanie – natomiast wprowadzenie go na rynek czasochłonne i kosztowne. Wiąże się to z długotrwałą i skomplikowaną procedurą rejestracyjną. Trzeba spełnić wyśrubowane wymagania agencji jak Food and Drug Administration (USA) czy European Medicine Agency.

Sky is the limit

Różne są głosy na temat realności wykorzystania druku 3D w medycynie. Nie można jednak zaprzeczyć temu, że ten proces już się zaczął i nabiera coraz większego tempa. Tak jak w przypadku każdej innowacji – ci, którzy pierwsi dostrzegą i odpowiednio wykorzystają jej potencjał będą wygranymi. Współcześni ludzie poszukują rozwiązań, które spełniają ich indywidualne potrzeby. Wydaje się konieczne stworzenie społeczności, której zadaniem będzie pchanie tej technologii do przodu oraz zapoznawanie z nią kolejnych osób. Czy można znaleźć dziedzinę inną niż medycyna i zdrowie, gdzie potencjał druku przestrzennego do tworzenia spersonalizowanych rozwiązań jest tak ogromny?

Justyna Skowyra Effiom Adrian Uman-Ntuk 

Z wykształcenia farmaceuci, po godzinach wielcy fani nowych technologii. Pasjonuje ich wszystko, co związane ze zdrowiem. Założyciele społeczności Printed Health zajmującej się tematyką druku 3D w medycynie i wspierającej powstawanie innowacji w tej dziedzinie.