3D-tulostus tulossa lääkärin käyttöön
3D-malli lapsen selkärangasta auttoi lääkäreitä suunnittelemaan hoidon tarkasti etukäteen. Pikavalmistuksella eli 3D-tulostuksella voi myös tuottaa esimerkiksi yksilöllisiä kirurgisia instrumentteja.
– Parhaat innovaatiot tullaan saamaan, kun lääkärit oivaltavat 3D-tulostuksen mahdollisuudet ja suunnittelusta tulee lääkärivetoista, ennustaa Aalto-yliopiston BIT-tutkimuskeskuksen tutkimuspäällikkö Jukka Tuomi. Tuomi on myös Suomen pikavalmistusyhdistyksen puheenjohtaja.
Suomessa 3D-tulostus yleistyy lääketieteessä vähitellen. Nyt teknologian käyttöönotto on aiheesta kiinnostuneiden lääkärien varassa. Toistaiseksi uudet sovellukset syntyvät pääasiassa insinöörien aloitteesta.
Lääketieteessä laajimmassa käytössä ovat 3D-teknologialla tuotetut preoperatiiviset mallit.
– 3D-tulostettujen mallien avulla leikkaus voidaan suunnitella tarkasti etukäteen. Hyödyt ovat suuria, kun leikkauksen kesto lyhenee ja komplikaatioiden määrä vähenee, kertoo Jan Wolff. Hän on Tampereen yliopiston biolääketieteellisen teknologian yksikön tutkijatohtori ja Amsterdamin yliopiston ACTA-tutkimuskeskuksen apulaisprofessori. Hän on kehittänyt 3D-tulostuksen käyttöä suu- ja leukakirurgiassa TAYS:ssa.
– Kun tulin TAYS:iin kolme vuotta sitten, 3D-teknologia oli vielä harvinaista. Nyt se on rutiinitoimintaa suu- ja leukakirurgiassa.
Uuden teknologian käyttöönottoa on hidastanut muun muassa se, että lääkäreillä on niin kiire, ettei aikaa ja kiinnostusta rutiinien muuttamiseen riitä.
– Asenteet muuttuvat koulutuksen ja hyvien kokemusten myötä.
Yksilöllisempiä laitteita ja implantteja
3D-tulostuksella tehdään myös työvälineitä. Jukka Tuomi kertoo lääkäristä, joka yhteistyössä instrumenttivalmistajan kanssa suunnitteli itselleen oman leukakirurgisen työvälineen.
Erilaisten implanttien suunnittelu on 3D-mallinnuksen ja -tulostuksen avulla aiempaa helpompaa. Suomessa sitä on käytetty erityisesti kallon alueen kirurgiassa.
– Implantti saadaan suunniteltua täsmälleen oikeanlaiseksi, kun sitä voidaan kokeilla potilaan kallosta tehtyyn malliin ennen leikkausta ja muutella vielä siinä vaiheessa, Tuomi kuvaa.
Lääketieteellisessä 3D-tulostuksessa käytetään materiaaleina erityisesti titaania ja kobolttikromia. Soveltuvia muoveja kehitellään koko ajan.
Suurimmat toiveet kohdistuvat biovalmistukseen (biomanufacturing). Siinä luodaan 3D-tulostuksella tukirakenteita, joihin voidaan istuttaa esimerkiksi soluja ja lääkeaineita. Tarkoitus on, että potilaan omat kudokset korvaavat vähitellen keinotekoisen tukirakenteen.
Biovalmistus on vielä tutkimusasteella. Aalto-yliopisto on mukana monitieteellisessä eurooppalaisessa hankkeessa, jossa kehitellään pikavalmistettavaa verisuonitettua keinoihoa. Keinoiho on tarkoitettu korvaamaan eläinkokeita. Sitä voidaan hyödyntää myös ihosiirteiden kehittelyssä.
Tuomi arvioi, että 3D-tulostuksen yleistyminen lääketieteessä on jo ovella.
– On arvioitu, että 3D-tulostuksesta voisivat vastata sairaaloissa esimerkiksi radiologit, jotka käyttävät muutenkin 3D-malleja työssään.
Wolffin mukaan korkea hinta on vielä este 3D-tulostuksen leviämiselle, mutta noin viidessä vuodessa tilanne tulee muuttumaan.
Muitakin esteitä pitää ylittää. 3D-teknologia vaatii monitieteistä osaamista. Wolffin mukaan lääkärillä pitäisi olla tekniikan ymmärrystä tai parhaimmillaan jopa insinöörin koulutus.
Koulutusta joka tapauksessa tarvitaan, ennen kuin 3D-teknologia on lääkärien jokapäiväisessä käytössä.
Hertta Vierula
Kuva: Jukka Tuomi ja Mika Salmi, Aalto-yliopisto