تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد و تطبيقاتها في مجالات الرعاية الصحية و تدريب الأطباء و الجراحين

الكاتب: الدكتور لؤي الزعبي

باضطراد متزايد، أصبحت تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد و تطبيقاتها محور اهتمام للعديد من الشركات التكنولوجية/الهندسية التي تعمل في المجالات الطبية.  يتم توظيف تطبيقات التصوير الطبي و النمذجة و الطباعة ثلاثية الابعاد لايجاد وسائل فعالة في تدريب طلبة الطب و الأطباء و الجراحيين لتقليل الاخطاء الطبية أثناء اجراء العمليات الجراحية

أصبح بالامكان مؤخرا إنتاج أعضاء حيوية بديلة عن الاعضاء البشرية و مطابقة لها عن طريق تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الابعاد. أبدت العديد من المستشفيات و المؤسسات الطبية و المؤسسات التكنولوجية و البحثية المعنية في المجال الطبي اهتماما بالغا بمجال الطباعة الحيوية ثلاثية الابعاد الواعد. تتركز الجهود الان على تطويع هذه التكنولوجيا و العمل بها و نشرها و التسابق في ريادتها حيث أنها وصفت بالثورة الصناعية الثالثة

يمكن من خلال تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد تزويد الجراحين بنماذج مادية للأعضاء الحيوية مطابقة بنسبة 100 % لما سيقابلونه أثناء إجراء العمليات الجراحية، مما يمكنهم من التخطيط للعمليات الجراحية لتتكلل بالنجاح و تجنب أي مفاجآت أثناء اجراء العمليات. بالأضافة إلى ذلك فإنه يمكن استخدام هذه الأعضاء الحيوية المطبوعة لأغراض تدريب طلبة الطب لأكسابهم الخبرات العملية المطلوبة دون المغامرة في تعريض حياة أي مريض للخطر

تستخدم الطابعة الخاصة بتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد لطباعة نموذجا ثلاثي الأبعاد للأعضاء الحيوية المستخلصة من الصور الطبية
تعمل الطابعة على بناء مجسم ثلاثي الأبعاد طبق الأصل عن العضو الحيوي من خلال طباعة طبقات متتالية بشكل عمودي من مواد خاصة. يمكن أن تكون هذه المواد بلاستيكية لأغراض التدريب، أو مواد طبية متناسبة بيولوجيا مع البيئة الحيوية داخل الجسم اذا كان الغرض زراعة النموذج داخل الجسم كبديل لعضو تالف
في بعض الحالات يتم زراعة خلايا حية على هذه النماذج قبل زراعتها داخل الجسم

الطباعة ثلاثية الأبعاد : ما هي؟ و كيف تعمل؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي طريقة تشبه الطباعة التقليدية ولكن تستخدم لإنتاج الأشياء بشكل ثلاثي الأبعاد. وهي تقوم بطباعة الأشياء باستخدام وعاء حقن يتحرك على سطح ثابت وتعتمد هذه التقنية على ملفات الرسم الهندسي الثلاثية الأبعاد الحاسوبية التي تعرف باسم STL.

جميع الطباعات ثلاثية الأبعاد تبدأ بتحريك وعاء الحقن (السرنج) الذي يتحرك على السطح الثابت. ويتم استخدام المحركات الميكانيكية لتحريك سرنج الحقن على السطح الثابت بشكل متكرر. ويتم تحميل ملفات الرسم الهندسي التي تعرف باسم STL في نظام الطباعة ويتم تحديد النموذج الثلاثي الأبعاد الذي سيتم طباعته. ويتم تحديد موقع الطباعة على السطح الثابت بإستخدام برمجيات الطباعة ثلاثية الابعاد الخاصة بالطابعة.

بعد ذلك، يتم تشغيل المحركات الميكانيكية بشكل متواصل لتحريك سرنج الحقن الذي يحتوي على مادة صناعة النموذج على السطح لإنتاج التصميم الثلاثي الأبعاد الذي تم تحميله. وأثناء نفس المرحلة، سيتم توزيع الخطوط التي تحمل مادة الطباعة على الشكل الثلاثي حسب التصميم.

وبمجرد إنتهاء الإنتاج، سيصبح الشكل الثلاثي الذي تم تحميله في الشاشة قابلاً للاستخدام. وبذلك، يمكن إنتاج الأشياء المختلفة التي تم تصميمها وبرمجتها بالفعل وبكفاءة، مثل الأجزاء والأجهزة والمعدات الصناعية والطبية. ويمكن للناس الاستفادة من الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال إنتاج الأشياء المختلفة بشكل سريع وسهل، وبأسعار معقولة. وهي من أفضل وسائل التصميم المتاحة حالياً، وهي سهلة الاستخدام وعالية المرونة.

الطباعة ثلاثية الأبعاد: الاستخدامات السائدة

في هذا العصر الذي يتطور بسرعة كبيرة، يتم تطوير التقنيات الجديدة والتي تساعدنا على إنجاز المهام اليومية بشكل أسهل وأسرع. تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هي واحدة من التقنيات الحديثة التي تساعدنا في إنجاز مهامنا بشكل أسهل وأسرع. تعتبر الطباعة ثلاثية الأبعاد أسلوب من الطباعة يتم خلاله استخدام تقنيات التحكم بالحاسب الآلي التي تسمح للمستخدم بإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد بشكل سهل وسريع.

فكرة الطباعة ثلاثية الأبعاد هي أن يكون هناك جهاز خاص يستخدم لإنشاء الأشياء التي يريدها المستخدم باستخدام تصاميم هندسية حاسوبية يقوم المستخدم بتحميلها على جهاز الحاسوب. عادة ما يتم استخدام التقنيات الحديثة مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أشكال ونماذج ثلاثية الأبعاد، ولكن التقنية يمكن أيضا استخدامها في بناء وتصنيع منتجات مختلفة مثل الأشكال الثلاثية الأبعاد والأسطح المزدوجة والبروتينات الحيوية والتصميمات المعقدة الثلاثية الأبعاد.

تتميز تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالعديد من الإستخدامات السائدة في وقتنا الحالي. تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد في عدة مجالات مثل الصناعة والطب والتصميم والتعليم والإنتاج الإعلامي. يمكن إستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أشكال ونماذج مختلفة للمنتجات التي يتم أستخدامها في الصناعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء التصميمات المعقدة والنماذج المعقدة التي يتم إستخدامها في عدة من المجالات الحساسة مثل سفن الفضاء والصناعات المتقدمة.

وفي المجال الطبي، تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أشكال الجسم البشري والأعضاء الحيوية المختلفة بشكل جيد وذات جودة عالية. يمكن باستخدام هذه التقنية لإنشاء أشكال ونماذج حيوية بشكل سهل ومنخفض التكاليف، وذلك لأنه يمكن بناء التصميمات الخاصة بهذه النماذج بشكل أسهل وأسرع وأدق عن طريق الحاسوب.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن إستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء التصميمات الفنية والتصميمات المعقدة التي يتم بذلك تطويرها في التصميم الإبداعي والتعليم. ويمكن أيضا استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء الأشكال المعقدة التي يتم إنشاؤها في الإنتاج الإعلامي والسينمائي.

وبالتالي، تظهر الطباعة ثلاثية الأبعاد كوسيلة فعالة لإنشاء المنتجات الثلاثية الأبعاد والتصميمات المعقدة. تتجدد الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل مستمر وتتطور بشكل مستمر لتلبية احتياجات المستخدمين. الطباعة ثلاثية الأبعاد وسيلة قوية وفعالة لإنشاء المنتجات والنماذج والتصميمات الثلاثية الأبعاد.

بالإضافة إلى المجالات الطبية المذكورة أعلاه، يمكن استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد في عدد كبير من المجالات بما في ذلك التصميم المعماري، والتصميم الداخلي، والتصميم الحركي، والإنتاج الصناعي، والتصميم الجرافيكي، والتصميم الديناميكي، والتصميم الإلكتروني، والبرمجة الآلية، وإنشاء التطبيقات الحاسوبية، وإنشاء الحاسبات الضخمة. يمكن أيضا استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد لإنتاج الأجهزة الإلكترونية الصغيرة والأجهزة الإلكترونية المتقدمة.

أهمية الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجالات الرعاية الصحية والتدريب الطبي والجراحي

الطباعة الثلاثية الأبعاد هي احد احدث الإبتكارات التقنية التي تساعد الباحثين والباحثات على التخلص من المشاكل التي تواجهها في مجال الرعاية الصحية والتدريب الطبي والجراحي. هذه التقنية مفيدة في كثير من الأحيان للسماح بالحصول على نتائج دقيقة وفعالة في كل من هذه المجالات.

كيف تساعد التقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد في مجالات الرعاية الصحية والتدريب الطبي والجراحي؟

الطباعة الثلاثية الأبعاد يمكن استخدامها في مجالات الرعاية الصحية والتدريب الطبي والجراحي للحصول على نتائج أكثر فعالية. يمكن استخدام هذه التقنية في بناء العينيات والمنتجات الجراحية التي تسمح للطبيب بتقديم العلاج الذي يحتاجه المريض. يمكن استخدامها في صناعة وسائل ونماذج التدريب الطبي الحديثة للسماح للمتدربين بالحصول على تدريب أفضل لتحسين المهارات الطبية والجراحية التي يحتاجون إليها في مجال الرعاية الصحية. يمكن استخدامها أيضا لتصميم الأجهزة الطبية للحصول على المستوى الأفضل من الراحة والأمان للمرضى.

ملخص

هذه التقنية مفيدة في مجالات عديدة، وتستخدم في مجالات الرعاية الصحية والتدريب الطبي والجراحي للحصول على نتائج أكثر فعالية. يمكن استخدامها لإنشاء مثل العينيات والمنتجات الجراحية وأجهزة ونماذج التدريب الطبي والأجهزة الطبية المتطورة للحصول على الأمان والراحة للمرضى. الطباعة الثلاثية الأبعاد يمكن استخدامها في مجالات عديدة بما في ذلك التصميم المعماري والتصميم الداخلي والتصميم الحركي والإنتاج الصناعي والتصميم الجرافيكي والتصميم الديناميكي والتصميم الإلكتروني والبرمجة الآلية وإنشاء التطبيقات الحاسوبية وإنشاء الحاسبات الضخمة وإنشاء الأجهزة الإلكترونية الصغيرة والأجهزة الإلكترونية المتقدمة.