Mislim da će upravo ova tehnologija obilježiti budući rad današnjih studenata i mladih stručnjaka. Trenutno se dešava industrija 4.0 koja je integrirana uz pomoć računala s ciljem da se napravi upotrebljivi proizvod u što kraćem roku i sa što boljom kvalitetom, kaže rof. dr. Mladen Šercer
Printer koji proizvodi rezervne dijelove ljudskog tijela nije dio futurističkog romana, već izgledna budućnost medicine. To su već dokazali liječnici riječke Klinike za neurokirurgiju u suradnji sa Strojarskim fakultetom u Zagrebu i riječkim tehničkim fakultetom koji su samo u dva protekla mjeseca uspjeli izraditi umjetni kralježak uz pomoć 3D printera i obaviti složenu operaciju aneurizme u mozgu koja je prvotno isplanirana i uvježbana na 3D modelu čime je skraćeno vrijeme i povećan uspjeh same operacije.
Na pomolu su i nove primjene ove tehnologije u medicini koja se već sad može širiti na ostale grane poput stomatologije, ortopedije i maksilofacijalne kirurgije, a pitanje je vremena kad će iz 3D printera uz pomoć matičnih stanica izaći i kompletni ljudski organi. Za početak, takvi modeli organa mogli bi poslužiti za vježbu kirurzima koji bi im omogućili potpuni osjećaj organa i onog što će im se dešavati u praksi pri operacijama.
Prema riječima prof. dr. Mladena Šercera trenutno od aditivne proizvodnje na osnovi 3D računalnog modela na medicinu odlazi 15 posto proizvodnje. Ostatak čine proizvodi široke potrošnje, automobilska industrija, zrakoplovna industrija i vojna industrija.
Industrija 4.0
– Mislim da će upravo ova tehnologija obilježiti budući rad današnjih studenata i mladih stručnjaka. Trenutno se dešava četvrta industrijska revolucija ili industrija 4.0 koja je integrirana uz pomoć računala s ciljem da se napravi upotrebljivi proizvod u što kraćem roku i sa što boljom kvalitetom. 3D printanje je samo jedna od mogućih tehnologija koje nam stoje na raspolaganju, a aditivna proizvodnja znači gradnju proizvoda, sloj po sloj. Pritom moramo imati 3D model nekog proizvoda, a taj model ćemo razdvojiti na slojeve. Nakon obrade na 3D printeru, dobit ćemo gotovi proizvod, objašnjava prof. dr. Šercar koji kaže da medicina za stručnjake s tehničkih područja uvijek predtavlja poseban izazov. Pritom, kako dodaje prof. dr. Šercar, prvi impuls za ovakve prodore, mora doći uvijek medicinske struke.
Pred sudionicima simpozija »Razvoj kliničke medicine i sveučilišta u ozračju novih tehnologija« tijekom izlaganja prof. dr. šercera i prof. dr. Štimca uživo se odvijalo i printanje umjetnog kralješka kakvi se odnedavno ugrađuju u riječkoj bolnici. Samo printanje traje vrlo kratko, nešto više od deset minuta, a kako je kazao prof. dr. Štimac, uz pomoć 3D printera na riječkoj je Neurokirurgiji dosad ugrađeno sedam umjetnih kralježaka.
Prof. dr. Dinko Štimac koji je u rujnu u Rijeci napravio prvu operaciju ugradnje umjetnog kralješka izrađenog uz pomoć 3D printera kaže da ga je na ovakav potez koji podrazumijeva interdisciplinarnu suradnju i primjenu novih tehnologija ponukalo razmišljanje kako složene neurokirurške operacije učiniti sigurnijima, ali i jeftnijima.
Iskustvo iz sale
– U klinici u kojoj sam radio prije dolaska u Rijeku, imao sam pacijenta s tri izdrobljena grudna kralješka. U pripremama za torakotomiju najprije smo probali s titanskim materijalom, no bio nam je prekratak jer tako skupih elemenata nema baš na izbor na klinikama. Dosjetili smo se titanskoj mrežici i šesto rebro koje smo uklonili pacijentu podijeli smo na četiri dijela i iskoristili kao koštani autotransplantat i napunili titanski kavez te ubacili na mjesto izdrobljenih kralješaka. No, tu se postavlja niz pitanja, posebno što su rubovi tog implantata osobito oštri, a nalazi se vrlo blizu aorte koja je vrlo nezgodna za rad s takvim oštrim implantatom u blizini. Konkretno, kad završite takvu operaciju, zapravo razmišljate kako ponovo izbjeći takvu operaciju, kaže prof. dr. Štimac koji je uporno tražio sam jeftiniji materijal, materijal bez čvrstih rubova koji bi bio siguran za osjetljive okolne strukture.
Aditivni postupci pojavili su se koncem prošlog stoljeća. Jedna od prvih primjena aditivnih postupaka u medicini bilo je odvajanje lubanja kod sijamskih blizanki 2002. u Japanu kad su napravljeni prototipovi lubanja s krvožilnim sustavom na kojima su kirurzi mogli vidjeti anatomiju i prije same operacije izabrati najbolje rješenjenje odvajanja lubanje. Kirurzi su na taj način izvježbali i isplanirali tijek operacije, a vrijeme operacije skratili su s 97 na 23 sata.
Tako se rodila se ideja o stavljanju akrilata koji će biti u potpunosti prilagođen pojedinom pacijentu. Dostupnim 3D tehnikama izrađeni su kalupi u kojima se na kirurškom stolu za svakog pojedinog pacijenta iz polutvrde smjese akrilata može izliti implantat koji se unutar samo deset minuta polimerizira i poprima čvrst traženi oblik, individualno prilagođen i oblikovan. Dosad je u riječkoj bolnici učinjeno već pet takvih operacija, a ista je tehnologija upotrebljena kod operacije aneurizme smještene na teško dostupnom mjestu, u neposrednoj blizini vidnog živca koji je pritiskala i prijetila sljepoćom na to oko. Prije same operacije obavljen je CT mozga, a digitalni podaci su obrađeni u softveru za trodimenzionalni print. Matematički model napravio je dr. Sven Maričić s riječkog Tehničkog fakulteta uz suradnju kolega s Medicinskog fakulteta u Rijeci, dok je 3D model isprintan na riječkom Građevinskom fakultetu. Isprintan je model u omjeru 1:1 na kojem je operacija isplanirana. Ovakav pristup zahtjevnoj operaciji prepolovio je očekivano vrijeme njezina trajanja na dva sata, skratio oporavak pacijenta i smanjio stres i neizvjesnost kroz koju kod ovakvih operacija prolazi neurokirurg.
Preskupi softveri
Miodrag Katalenić sa zagrebačkog Strojarskog fakulteta kaže: Da bismo ove tehnologije iskoristili u medicini bilo nam je ključno doći do 3D modela kako bismo napravili protezu nekog dijela tijela. Ukoliko se pak radi o kostima ili organima, iskoristili smo dobro znane postupke magnetske rezonance i CT-a koje najprije naprave liječnici i dostave nama. Mi s posebnim računalnim program te dvodimenzionalne sličice pretvaramo u računalni 3D model. Velik izazov za mene bio je što sam morao naučiti čitati CT, pronaći organ ili kost. Naš prvi uradak u medicini bila je kranioplastika, veliki koštani defekt na lubanji jednog pacijenta, gdje smo po modelu oblikavali implantat. Tu smo trebali usvojiti znanja o organskom modeliranju. Zanimljivo je kako na tome uočite koliko je čovjek savršeno asimetričan jer kad ga stavite nekakav matematički generirani model, to vam dođe otprilike kao da ste nalijepili kantu, a ne implantat. To je sasvim novo viđenje i način modeliranja koji vam potreban da biste ovom tehnikom u medicini došli do zadovoljavajućeg rezultata. Za to postoje specijalizirani softveri koji su za nas u ovom trenutku nedostupni svojom cijenom, pa smo mi to radili na otvorenoj platformi koja zahtijeva mnogo više znanja i učenja da bismo ovaj problem uspješno savladali, ističe Katalenić koji zajedno sa svojim kolegom prof. dr. Šercerom i predstojnikom riječke Klinike za neurokirurgiju prof. dr. Dinkom Štimcem ovog ljeta osmislio i izradio prvi umjetni kralježak napravljen uz aditivnih postupaka i 3D tehnologije.
