Szemészet, 2021 (158. évfolyam, 1-4. szám)
2021-03-01 / 1. szám
30 printing in ophthalmology - A literature review Bevezetés A háromdimenziós (3D) nyomtatás leegyszerűsítve azt jelenti, hogy egy számítógépes digitális modellből 3D tárgyat hozunk létre speciális nyomtató segítségével. A gyártási folyamat additív, vagyis vékony rétegek lerakásával készülnek a modellek. Első lépése egy digitális modell készítése, általában számítógéppel segített tervező (computer-aided design, CAD) vagy 3D modellező szoftver segítségével. A leggyakoribb adatformátum a szoftver és a nyomtató között az STL (Standard Tessellation Language) fájl, amely a térbeli test felületét apró közelítő háromszögekre bontva tárolja. A gyártás következő lépése a szeletelő program beállítása, ebben történnek a technológiai és nyomtatási beállítások. Itt lehet kiválasztani, hogy milyen technológiát használva akarjuk kinyomtatni a modellt. Napjainkban legalább két tucat 3D nyomtatási folyamat létezik, amelyek különböző nyomtatási technológiákat, sebességet, felbontást és több száz anyagot használnak. A gyártási folyamatok közötti fő különbség a rétegek egymásra „helyezésének” módjában, valamint a rétegekhez használt nyomtatási anyagokban rejlik. A leggyakoribb nyomtatási eljárások közé tartozik a szálhúzásos technológia (FDM), a szelektív lézerszinterezés (SLS) és a sztereolitográfia (SLA). Ez utóbbi módszer lényege, hogy a 3D nyomtató a rétegeket (akár 5-25 mikronos rétegvastagságban) fényre keményedő (fotopolimer) műgyanta-alapanyagból állítja elő (24, 33). Fontos azonban megjegyezni, hogy az esetek egy részében a nyomtatóból kivett termék felszíne egyenetlen, ezért orvosi - főként szemészeti - célra csak utólagos felszínmegmunkálás után használható. A 3D nyomtatás története Hideo Kodama munkásságá val kezdődött az 1980-as évek elején (17). Az új technológia az egészségügy területén is gyorsan teret hódított. 1990-ben Mankovich és munkatársai a Kaliforniai Egyetemen bemutatták az első ilyen technológiával előállított anatómiai modellt (24). 1998-ban, egy rekonstrukciós műtét előkészítéséhez használt 3D modell volt az első olyan próbálkozás, ami a személyre szabott, 3D implantátumok jövőbeli gyártását készítette elő (33). Azóta számos orvosi területen alkalmaztak személyre szabott 3D modelleket, és az utóbbi években a módszerrel már olyan eszközöket is tudnak gyártani, amelyek implantátumként is beültethetők az emberi testbe (33). Manapság számos kutatócsoport foglalkozik az ún. bionyomtatással, amikor élő, differenciált sejtek vagy őssejtek rétegeit és növekedési faktorokat helyeznek szintetikus (pl. cukormátrixból álló) állványra, amiből végül 3D-s, élőszövet „növekszik” (15, 22, 33). A bioprinter rendszerek (lézer, tintasugaras vagy extrudálás alapú) közül a tintasugaras alapúak a legelterjedtebbek, amelyek speciális biofestéket alkalmaznak a folyamat során. Az eljárások részletes bemutatása meghaladná ezen cikk terjedelmét. Az utóbbi időben sikeresen nyomtattak különböző sejttenyészeteket (pl. érrendszeri, bőr-, csont-, szívizomszövet), amelyek a későbbi transzplantációk előszobáját jelenthetik (21, 32). A konkrét orvostechnológiai alkalmazást tekintve a világon első alkalommal egy tracheobroncho-maláciában szenvedő kisbaba kezelése során alkalmaztak 3D nyomtatott eszközt, ami egy felszívódó polikapro-laktonból készült légútfenntartó sín volt (1. ábra). CT-vizsgálat és számítógépes modellezést követően a sínt a bal 1 . ábra: A beteg légútjának □□ nyomtatott modellje a sín nélkül [bal oldali és a sínnel [jobb oldali. Zopf és munkatársainak saját képei, a szerző engedélyével [371 tüdő jobb ventilációjának megsegítése érdekében ültették be. A műtét sikeresnek bizonyult, a bal főhörgő 1 évvel a beavatkozás után is teljesen átjárható volt (37). Érdekességként megemlíthető, hogy a napjainkban zajló koronavírus-pandémia során is sikerült életeket menteni 3D nyomtatással. Egy olaszországi kórházban olyan egyszerű szelepet állítottak elő ezzel a technológiával, ami nélkülözhetetlen a lélegeztetőgépek működéséhez, viszont a gyártó cég nem tudta időben pótolni őket (2. ábra) (6). A szemészetben alkalmazott 3D nyomtatási eljárások nem különböznek jelentősen az orvostudomány más területein alkalmazott technikáktól. Ugyanakkor a szem elülső és hátsó szegmentumának relatíve könnyű elérhetősége, a szem immunitási szempontból privilegizált helyzete, valamint a különféle szembetegségek diagnosztizálására szolgáló eszközök sokfélesége elvben kiváló lehetőséget teremt új 3D nyomtatási megoldások megvalósításához (33). Módszerek A PubMed keresőben a 3D nyomtatás szemészetben elfoglalt szerepéhez kapcsolódó különböző kulcsszavak (pl. „3D AND printing AND ophthalmology”) segítségével 91 angol nyelvű, 2014. február és 2020. augusztus között megjelent cikket tekintettek át a szerzők, és válogatták ki a legrelevánsabbakat. Kiemelendő, hogy 91 közleményből
