การพิมพ์ 3 มิติ ทางการแพทย์รูปแบบใหม่ ทนทาน ลดการติดเชื้อแบคทีเรีย
การออกแบบแบบใหม่และเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติ ตัวช่วยสำหรับอุปกรณ์การแพทย์และการสร้างอวัยวะเทียมทำให้ชิ้นงานที่ถูกผลิตออกมานั้นมีความเข้ากันได้กับผู้ใช้งานมากกว่าเดิมทั้งยังลดโอกาสการติดเชื้ออีกด้วย
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Notthingham พบวิธีการพิมพ์ชิ้นส่วนของร่างกายสังเคราะห์ที่สามารถทำได้แบบ Tailor-Make และอุปกรณ์การแพทย์ที่ติดตั้งมาพร้อมกับฟังก์ชันภายใน ทั้งยังมีรูปทรงและความทนทานที่ดีกว่า ในขณะที่ลดความเสี่ยงจากการติดเชื้อแบคทีเรียลงด้วยในเวลาเดียวกัน
อุปกรณ์การแพทย์ส่วนใหญ่นั้นล้มเหลวในการใช้งานเมื่อต้องเจอกับความต้องการใช้งานอันซับซ้อนและมีลักษณะเฉพาะตัวของผู้ใช้ การพิมพ์ 3 มิติ ที่ใช้วัสดุเพียงชนิดเดียวก็มีข้อจำกัดด้านการออกแบบ ทำให้ไม่สามารถตอบสนองต่อความหลากหลายทางชีวภาพหรือฟังก์ชันเชิงกลได้ ด้วยปัญหาดังกล่าวจึงเป็นที่มาของการใช้คอมพิวเตอร์ในการสนับสนุนการออกแบบให้สามารถใช้วัสดุที่หลากหลายในการพิมพ์ 3 มิติได้
เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถสร้างอวัยวะเทียมหรือข้อต่อเพื่อที่จะแทนที่อวัยวะเดิม เช่น นิ้ว หรือ ขา ที่เข้ากันกับผู้ป่วยได้อย่างสมบูรณ์แบบ จึงเพิ่มความสะดวกสบายในการใช้งาน รวมถึงความทนทานอีกด้วย หรือในกรณีการผลิตเม็ดยาที่สามารถผสมผสานยาหลายชนิดเข้าด้วยกัน หรือที่เรียกว่า Polypills ทำให้สามารถปลดปล่อยยาหลากหลายชนิดเข้าสู่ร่างกายโดยสามารถออกแบบลำดับการออกฤทธิ์ตามการปลดปล่อยได้
ทีมวิจัยได้ใช้อัลกอริทึ่มของคอมพิวเตอร์เพื่อออกแบบและผลิตในรายละเอียดระดับพิกเซลต่อพิกเซล สามารถรองรับวัสดุโพลีเมอร์ที่มีความแข็งแรงแตกต่างกันได้ 2 ชนิด ทำให้เกิด Biofilm เพื่อป้องกันการก่อตัวของแบคทีเรียได้อีกด้วย การเพิ่มระดับความสามารถในการควบคุมการออกแบบนั้นทำให้การพิมพ์ 3 มิติ ที่ใช้วัสดุได้หลากหลายเพิ่มคุณสมบัติในการต่อต้านแบคทีเรียและเพิ่มฟังก์ชันทางชีวภาพ ทำให้การปลูกถ่ายอวัยวะและการต่อสู้กับการติดเชื้อได้โดยไม่ต้องพึ่งยาปฏิชีวนะอีกต่อไป
นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังใช้เทคนิคที่มีลักษณะเฉพาะตัวในด้านรายละเอียดที่สูงอย่าง 3D orbitSIMS เพื่อทำแผนที่ 3 มิติ สำหรับโครงสร้างทางเคมีของโครงสร้างชิ้นงานที่พิมพ์เพื่อทดสอบพันธะที่เกิดขึ้นในชิ้นส่วนเองอีกด้วย ซึ่งผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่ามีโอกาสที่จะพังได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้นเนื่องจากพื้นที่สัมผัสของทั้งสองวัสดุนั้นมีปฏิกิริยาต่อกันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
ขอบคุณที่มาโดย
Nottingham.ac.ukขอบคุณที่มาและภาพโดย
MODERN MANUFACTURINGบทความน่าสนใจ:
•
ปฏิวัติวงการยาด้วย 3D Printing ให้เหมาะกับผู้ป่วยยิ่งขึ้น
