Ile wolnego miejsca w domu potrzeba, żeby sprawnie, niskim kosztem i samodzielnie stworzyć mikro Quadcopter albo makietę średniowiecznego zamku, albo idealnie odzwierciedlający rzeczywistość model czaszki, albo maskę Storm Trooper’a? Dokładnie 345 x 430 x 430 mm. Można też wybrać opcję 490 x 560 x 590 mm. Tyle właśnie mierzą drukarki 3D firmy Zortrax, która jest największym w Polsce producentem tego typu sprzętu.
Podstawową zaletą druku 3D jest możliwość tworzenia obiektów z niesamowitą precyzją, co w połączeniu ze stosunkowo niską ceną i szybkim czasem wykonania jest głównym powodem, dla którego ta technologia stanowi obiekt zainteresowania wielu naukowców i ludzi biznesu.
Jednym z największych beneficjentów druku 3D jest medycyna. Mimo że niektóre przykłady zastosowania tej technologii mogą brzmieć jak wyjątkowo pomysłowe wytwory wyobraźni scenarzystów filmów z gatunku sci-fi (do tego bardzo dobrze prezentują się w nagłówkach sensacyjnych artykułów: „16-latek, który ma 75% czaszki z drukarki 3D”) tak naprawdę, są realnymi rozwiązaniami, które w przyszłości mogą zrewolucjonizować rynek wyrobów medycznych, a poza tym ułatwić, a nawet uratować życie wielu ludzi.
Imperium kontratakuje, czyli czy można wydrukować sobie protezę ręki?
Ile osób oglądało Gwiezdne Wojny? Optymistycznie założę, że znaczna większość. Prawdopodobnie więc owa większość, kojarzyć będzie scenę, z V części kultowej sagi, w której Luke Skywalker w trakcie pojedynku z Darthem Vaderem traci rękę. Równie możliwym jest więc też, że tej samej ilości osób znana będzie scena, w której Luke Skywalker dostaje protezę. Proteza ta, jest o tyle wyjątkowa, że, gdybyśmy nie wiedzieli co stało się wcześniej, nie bylibyśmy w stanie zorientować się, że nie jest to prawdziwa ręka. Jest ona pokryta materiałem do złudzenia przypominającym ludzką skórę, a w dodatku reaguje na dotyk. Niemożliwe? W Gwiezdnych Wojnach właściwie wszystko było możliwe, ale najlepsze w tej historii jest to, że w rzeczywistości podobne rozwiązania są już prawie na wyciągnięcie ręki.
Easton LaChappelle, młody wynalazca z USA, udowodnił, że druk 3D może posłużyć do stworzenia niezwykle skomplikowanych urządzeń i maszyn, włącznie ze skonstruowaniem zaawansowanej protezy. Surogat wykonany przez 17-latka odczytuje fale mózgowe użytkownika, co umożliwia ruch protezy sterowany za pomocą własnej woli. Przy tym, koszt wykonania takiego urządzenia, za pomocą druku 3D to zaledwie 250 dol.
Jedi kontra Batman, czyli druk 3D skóry
Nawiązując jeszcze do losów jednego z najsławniejszych Jedi i wyglądu jego protezy, należy powiedzieć o drukowaniu skóry, które jest jednym z największych wyzwań stojących przed drukiem 3D w medycynie. Prace nad możliwością wyprodukowania skóry prowadzone są w wielu różnych ośrodkach na całym świecie, chociażby w Chinach czy USA. L’Oreal i Organovo starają się stworzyć próbki syntetycznej skóry, która miałaby powstawać przez powielanie odizolowanych komórek. Gdyby udało się osiągnąć zamierzone cele, a druk skóry stałby się możliwy i dostępny dla wszystkich, można by wyeliminować badania środków chemicznych na żywych organizmach i znacznie usprawnić i przyspieszyć leczenie blizn, poparzeń, chorób skóry czy przeszczepów.
Na przykład Dwie Twarze, znany też jako Harvey Dent, bohater znany z serii o Batmanie. Początkowo dobrze zapowiadający się prokurator, z czasem, po przejściu traumatycznego wypadku, przestępca i jeden z głównych przeciwników człowieka-nietoperza. Jego twarz została zdeformowana w wyniku oblania jej kwasem przez Sala Maroniego. Gdyby w tamtym uniwersum druk 3D istniał, a prace nad stworzeniem syntetycznej skóry byłyby zakończone, młody prokurator nigdy nie wybrałby kariery złoczyńcy i nigdy nie rzucałby monetą decydując o życiu i śmierci niewinnych istnień.
Rekonstrukcje twarzy i tworzenie modeli, czyli funkcja dydaktyczna druku 3D
Rekonstrukcje twarzy, są kolejną dziedziną, w której nie można nie docenić możliwości oferowanych przez technologię druku przestrzennego. Jako przykład, tym razem nie filmowy, ale za to patriotyczny, bo z naszego kraju, można podać historię pacjenta z Gliwic, który utracił większość twarzy, w wyniku wypadku. W związku z tym stracił możliwość przyjmowania pokarmu, nie był w stanie oddychać samodzielnie a poza tym fragmenty układu nerwowego, odpowiadające za bezpośredni kontakt organizmu z mózgiem zostały odsłonięte, co tworzyło nieustanne zagrożenie dla zdrowia i życia pacjenta. Do przeprowadzenia pierwszego w Polsce przeszczepu twarzy przyczynił właśnie druk 3D. Dzięki niemu wykonano, za pomocą żywicy poliakrylowej, modele fragmentów twarzy, które pozwoliły lekarzom zaplanowanie, przetestowanie, a następnie przeprowadzenie trudnej operacji.
Tworzenie modeli części ciała i różnych organów jest niezaprzeczalnie jedną z metod zastosowania druku 3D o największej wartości dydaktycznej. Przykład pacjenta z Gliwic nie jest jedynym. W 2011 roku, tym razem w Londynie, wydrukowano połączone systemy krwionośne bliźniąt syjamskich, które spróbowano odseparować od siebie w warunkach in vitro, przed przeprowadzeniem właściwej operacji rozdzielenia bliźniąt. Przeprowadzanie, przez lekarzy, ćwiczeń i próbnych operacji na modelach, zwłaszcza w najbardziej wyjątkowych dla medycyny przypadkach to jedno. Nie można zapominać o tym, że również studenci medycyny, którzy są dopiero na etapie zdobywania doświadczenia, również mogliby bardzo skorzystać na technologii druku przestrzennego. Dla szkół wyższych, zastosowanie druku 3D, idealnie odzwierciedlającego cechy struktur w organizmie miałoby ogromne znaczenie.
Adamantowy szkielet, stalowe pazury i implant czaszki z biokompatybilnego polimeru
Kojarzycie Wolverine’a? Duży gość z wysuwanymi, stalowymi pazurami i adamantowym szkieletem. Ostatnio w całkiem niezłym stylu żegnał się ze wszystkimi swoimi fanami. Co ma wspólnego z drukiem 3D w medycynie? Jeszcze niewiele, ale po pierwsze już niedługo być może więcej, a po drugie jest wspaniałym wprowadzeniem do tematu druku przestrzennego implantów. W USA pewien człowiek, żyje dzięki wstawieniu mu implantu kości czaszki, który został wydrukowany w technologii 3D. Pokrywa on aż 75% powierzchni czaszki. Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych tego typu operacje mogłyby być wykonywane nawet 500 razy w miesiącu. Pacjentami byliby przede wszystkim pracownicy budowlani i ranni żołnierze wracający do kraju z misji.
Poza tymi przypadkami, druk 3D wykorzystuje się do tworzenia implantów stawów. W szczególności stawów biodrowych. Implanty, które z dużą dokładnością odwzorowują ubytek, doskonale spełniają swoją rolę i przyśpieszają okres rekonwalescencji. Poza tym są dużo tańsze i znacznie bardziej wytrzymałe niż te tworzone za pomocą innych technologii.
Medycyna w 3D a prawo w 2D
Biorąc pod uwagę tempo z jakim rozwija się druk 3D w medycynie, nie można zapomnieć o prawnej stronie zagadnienia. Będzie o tym mowa nie tylko, dlatego że tematyka serwisu Bezprawnik zobowiązuje. Druk przestrzenny, jego wykorzystanie w medycynie mają, poza tym, że są sposobem na ratowanie zdrowia i życia, wspaniały potencjał biznesowy. Dlatego poszczególne kraje będą zmuszone podjąć konkretne inicjatywy ustawodawcze, aby móc odpowiednio uregulować kwestie związane z wykorzystaniem, produkcją i rozpowszechnianiem drukowanych organów, modeli, stawów i protez. Wszystko po to, żeby zagwarantować odpowiednią jakość wykonania poszczególnych struktur.
Polskie ustawodawstwo na przykład jeszcze nie nadąża za zmianami i postępem, który można zaobserwować w przypadku druku 3D, zwłaszcza jeżeli chodzi o medycynę.
Przykłady w tej części będą prawie tak porywające jak te filmowe. Za materiał posłuży ustawa o wyrobach medycznych z dnia 20 maja 2010 roku oraz kluczowa, występująca tam definicja wyrobu medycznego.
Art. 2 ust. 1 pkt. 38, w którym to mieści się wspomniana definicja stanowi, że:
„wyrób medyczny – narzędzie, przyrząd, urządzenie, oprogramowanie, materiał lub inny artykuł, stosowany samodzielnie lub w połączeniu, w tym z oprogramowaniem przeznaczonym przez jego wytwórcę do używania specjalnie w ce-lach diagnostycznych lub terapeutycznych i niezbędnym do jego właściwego stosowania, przeznaczony przez wy-twórcę do stosowania u ludzi w celu:
- a) diagnozowania, zapobiegania, monitorowania, leczenia lub łagodzenia przebiegu choroby,
- b) diagnozowania, monitorowania, leczenia, łagodzenia lub kompensowania skutków urazu lub upośledzenia,
- c) badania, zastępowania lub modyfikowania budowy anatomicznej lub procesu fizjologicznego,
- d) regulacji poczęć
– który nie osiąga zasadniczego zamierzonego działania w ciele lub na ciele ludzkim środkami farmakologicznymi, immunologicznymi lub metabolicznymi, lecz którego działanie może być wspomagane takimi środkami”
Jak widać pojęcie to ma bardzo szeroki zakres, w którym mieszczą się, dostępne na Thingiverse i drukowane w 3D – szyny na palec, protezy palca, orteza na nadgarstek, aparat ortopedyczny na kostkę, stetoskop oraz różne inne przyrządy służące chociażby do rehabilitacji.
Zgodnie z ustawą (art. 11 ust. 1) wyroby medyczne, jeżeli mają być wprowadzone do obrotu muszą być oznakowane znakiem CE. Podobnie sprawa wygląda w przypadku importu wyrobów z zagranicy. Nie muszą spełniać tego wymogu wyroby wykonane na zamówienie, wykonane do oceny działania (czyli prototypy) wyroby do badań klinicznych i wyroby wykonane przez użytkownika, na swój własny użytek. Trzeba pamiętać, że nawet jeżeli wprowadzamy do obrotu wyrób medyczny dla celów niekomercyjnych, nadal musimy spełniać wymogi narzucone przez ustawę.
Jeżeli wprowadzamy nasz wyrób medyczny do obiegu, zmuszeni jesteśmy poinformować o tym Prezesa Urzędu Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych. Wytwórcy, których siedziba lub miejsce zamieszkania mieści się na terytorium Polski muszą zrobić to na 14 dni przed pierwszym wprowadzeniem do obrotu, a dystrybutorzy czy importerzy – na 7 dni przed.
Jeżeli wyrób medyczny trafia do konsumentów musi towarzyszyć mu instrukcja obsługi, napisana w języku polskim, jednak jeśli jego odbiorcą będą klienci profesjonalni (lekarze, przychodnie) nie podlega on temu obowiązkowi.
Odpowiedzialność karną, osoby wprowadzające sprzęt medyczny do obrotu, będą ponosić w przypadku zaniechania lub działania, które skutkuje niewypełnieniem obowiązków narzuconych przez ustawodawcę. Karze grzywny, ograniczenia wolności albo pozbawienia wolności do roku podlega wprowadzanie odbiorców w błąd co do właściwości i funkcji produktu.
Z drugiej strony odpowiedzialność cywilną podmioty wprowadzające sprzęt medyczny ponoszą za szkodę wyrządzoną przez wprowadzany wyrób. Tę kwestię reguluje szerzej kodeks cywilny.
Stwórz coś wielkiego
Drukarka 3D sprawia, że praca nad rozwiązaniami jutra będzie łatwiejsza, prostsza i bardziej efektywna. Wymienione cechy są kluczowe, jeżeli chodzi o medycynę. Zarówno tę dzisiejszą jak i medycynę przyszłości. Jednak na medycynie świat się nie kończy. Chociaż wiele osób nie zdaje sobie z tego sprawy, druk 3D nie musi być domeną jedynie wąsko wyspecjalizowanych jednostek badawczych, czy instytucji naukowych. Nie jest to też produkt dla każdego, ale jeżeli ktoś posiada wolne zasoby finansowe, kreatywne spojrzenie na świat, dużo pomysłów i pewne zdolności techniczne, a chce przekonać się na własnej skórze, jak to jest stworzyć coś niesamowitego, od początku do końca i w dodatku zupełnie samodzielnie, powinien rozważyć zakup.
Wpis powstał w ramach współpracy z Zortrax. Fot. tytułowa pochodzi z materiałów promocyjnych fimu Ghost in the Shell
