Delovi ljudskog tela iz 3D-štampača

Promet u nemačkom zdravstvu prošle godine je iznosio gotovo 370 milijardi evra, to je 12 odsto nemačkog BDP. A poslednjih godina taj promet je rastao četiri odsto godišnje, što je više od proseka rasta u Nemačkoj, navode u nemačkom Savezu medicinske tehnologije (BVMed).

Deo zdravstvenog sektora je i medicinska tehnika. Ona je relativno nezavisna od konjunkture, jer će uvek biti bolesnih zglobova, polomljenih kostiju i kvarnih zuba. Osim toga, promet povećavaju i demografske promene. Sve više ljudi na planeti Zemlji znači i veći broj potencijalnih pacijenata. I možda zvuči cinično, ali starijim ljudima češće su potrebni zamenski delovi nego mladima. Samo na tržištu implantata u 2016. promet u svetu iznosio je više od 40 milijardi američkih dolara.

Nužnost inovacije

Brojne firme iz oblasti mašinogradnje nade polažu upravo u taj segment. Do sada su nemački proizvođači mašina dobro živeli od autoindustrije. Ali pred njom su velike promene, s obzirom na sve veći prelazak na električne automobile. Za njih je potrebno manje delova, što će pogoditi i proizvođače mašina i njihove kooperante. Osim toga nemačku mašinogradnju orijentisanu na izvoz pogađa i opadanje potražnje u svetu.

Ipak, nadoknaditi to prelaskom na medicinsku tehniku neće biti lako. Kako sve više preduzeća ulazi na to tržište, tako se povećava i pritisak na njih da smanje troškove proizvodnje, da imaju produktivnije mašine i postupke, naglašava Mark Andre Ditrih iz Instituta za alatne mašine i proizvodnu tehniku Univerziteta u Hanoveru.

Povećavaju se i obaveze proizvođača medicinskih aparata i implantata kada je reč o dokumentaciji i informisanju nadležnih ustanova o svojim proizvodima. Time se povećava i potreba za boljim mašinama, kao i razvojem novih aparata i postupaka.

Štampanje delova tela

Jedan od takvih novih postupaka jeste štampanje delova 3D-štampačem: na primer kostiju lica. Kosti koje je zahvatio rak moraju da budu uklonjene, a bez zamenskih kostiju lice bi čitav život ostalo unakaženo.

Zato hirurzi nastoje da nadoknade uklonjene kosti tako da lice izgleda otprilike kao i pre. Lekar je zato do sada za vreme operacije morao da napravi implantat od titanovog lima.

Sad se pre operacije snimi oblik lica pacijenta. Na osnovu toga, 3D-štampačem se napravi implantat koji lekara spreman čeka tokom operacije. Time se smanjuje i trajanje operacije i njeni troškovi.

Tu metodu od početka 2018. koristi ruski proizvođač medicinske tehnike CONMET. Uz pomoć 3D-štampača nemačkog proizvođača „Trumpf“ stvaraju individualne implantate. Implantati se izrađuju nanošenjem metalnog praha koji se zatim rastali i zatim sloj po sloj formira. Na taj način mogu se stvoriti geometrijski kompleksna tela sa šupljinama i unutrašnjom strukturom kakva nije moguće izraditi konvencionalnim metodama kao što su tokarenje ili glodanje.

Tako se stvaraju i veštački zubi. U Španiji se već danas 80 odsto krunica za zube pravi 3D-štampačem – u Nemačkoj samo oko 20 procenata.

Testera sa unutrašnjim hlađenjem

Proizvođači alata ne vode računa samo o tome da zamenski delovi tela budu savršeni, već proizvode i alate neophodne za operacije. U Nemačkoj je 2016. godine ugrađeno 230.000 proteza kolena i 165.000 proteza kuka. Da bi to moglo da se uradi, mora da bude odsečen i deo zdrave kosti.

Pri tom testerisanju, kost se zbog trenja zagreva, a ako je temperatura previsoka ćelije u zdravoj kosti odumiru, pa implantat ne može čvrsto da stoji. „Zbog toga smo sa još dve fire razvili novu testeru koja ima unutrašnje hlađenje“, objašnjava Mark Andre Ditrih sa Univerziteta u Hanoveru. I te testere proizvode se uz pomoć 3D-štampača.

Dosta eksperimentisanja na čoveku

Kada pilot uči da leti, on trenira na simulatoru. I lekari već 25 godina mogu da uvežbavaju operacije na simulatoru – ali samo za minimalno invazivne zahvate. A onaj ko želi da vežba umetanje proteze kuka, on to radi najpre na svinjama, pa na ljudskim leševima, a tek onda na živom čoveku, naravno, pod nadzorom iskusnoga hirurga. Naravno, niko ne želi da bude onaj prvi pacijent na kojem će lekar da se uvežbava.

„Nema digitalnih vežbi, jer pritom mora da se simulira i velika snaga. Kad lekari bruse delove kosti, njima je potrebna sva njihova snaga“, objašnjava Mario Lorenc, naučni saradnik na Tehničkom univerzitetu u Kemnicu. „Zato smo pre tri godine počeli da koristio robota firme ‘Kuka’ za vežbanje brušenja kostiju“.

Budući lekar kroz svoje 3D-naočare vidi pacijenta na operacionom stolu. U ruci drži pravu glodalicu koja je povezana s rukom robota. Kroz otpor koji stvara robot, lekar dobija osećaj za to koliko jako mora da stisne da bi izbrusio recimo kost za implantaciju veštačkog kuka.

Naravno, prava vežba ipak je na živim ljudima. Na klinikama za sada nema takvih simulatora. Lorenc se nada da će se to za godinu-dve promeniti.