چاپ سه بعدی چگونه به باز سازی چهره‌ی این مرد کمک کرد

جراحان در یک روی داد بزرگ با استفاده از روشهای چاپ سه بعدی شکل چهره‌ی یک بیمار را پس از یک آسیب وحشتناک باز گرداندند.
آدریان شوگر (دومین فرد از سمت چپ) و تیم جراحی او در حال انجام عمل جراحی باز سازی صورت در بیمارستان موریستن. این تیم چهره‌ی استفان پاور جوان 29 ساله را با استفاده از مدلها و ایمپلنتهای چاپ سه بعدی باز سازی کردند. (انجمن بهداشت دانشگاه Abertawe Bro Morgannwg)
پوشش خبری در باره‌ی پیش رفت‌های به دست آمده در زمینه‌ی چاپ سه بعدی در پی نشان دادن اهمیت کار بردهای جالب تکنولوژی است - آلات موسیقی، لباسهای مد روز و اعضای مصنوعی – یا ایده‌های جالب و قابل تأمل مانند ساخت خانه‌ها و اتومبیل‌ها با استفاده از چاپ سه بعدی.
قابلیت‌های چاپ سه بعدی تحولی اساسی در زمینه‌ی پزشکی، و زندگی بیماران نا توان ایجاد کرده است در حالی که ممکن بود این تحولات چندان خیره کننده نباشند. جدیدترین قهرمان در این زمینه یک مرد 29 ساله‌ از اهالی ولز به نام استفان پاور است که چهره‌ی جدید خود را مدیون روش‌های نو آورانه‌ی جراحی با استفاده از چاپ و اسکن سه بعدی است.
پاور در سال 2012 تصادف وحشتناکی با موتور سیکلت کرد. در این حادثه اگر چه او کلاه ایمنی بر سر داشت، ولی شدت تصادف باعث شکستگی فک بالا، استخوانهای گونه، بینی و جمجمه‌ی او شد. پاور برای انجام یک سری از اعمال جراحی با سرعت به بیمارستان موریستون در سوانسی انتقال یافت که در نتیجه‌ی این اعمال پزشکان موفق به باز سازی بخش عمده – اما نه همه‌ی جراحات چهره‌ی او شدند.
آدریان شوگر یکی از جراحان فک و صورت در یک مصاحبه‌ی مطبوعاتی گفت:" ما توانستیم شکستگیهای صورت او را تا حدودی معالجه کنیم ولی چشم چپ او آسیب دیده بود و چشم پزشکان از ما خواستند که کاری انجام ندهیم زیرا در این صورت ممکن بود بینایی او آسیب بیشتری ببیند. در نهایت استخوان شکسته شده‌ی گونه دقیقاً در محل اصلی خود قرار نگرفت و چشم او گود افتاد."
چند ماه قبل پزشکان شروع به برنامه‌ریزی برای انجام عمل جراحی باز سازی کردند تا تقارن چهره‌ی پاور را بازگردانند. یک جراح با استفاده از روشهای مرسوم به طور خاص بر روی یک مدل تقریبی از چهره‌ی بیمار که از قطعات موجود ساخته شده بود کار کرد. متخصصین هر مرحله را با استفاده از چیزی که سین پیل، طراح پروتز در مرکز ملی طراحی محصول و تحقیقات توسعه (PDR) در دانشگاه مترو پولیتن کاردیف "با عنوان قضاوت‌های بصری و اندازه‌‌های خام" می‌نامد طراحی کردند اما با کمال تعجب این روش درست از آب در نیامد.
پیل و شوگر، به همراه دیگر محققان، تصمیم گرفتند روش متفاوت دیگری را دنبال کنند – آنها زمانی امیدوار بودند که بتوانند آسیب وارد شده به صورت پاور را با دقت بیشتری باز سازی کنند.
به لطف هم کاری و مشارکت بین بیمارستان موریستون و دانشگاه مترو پولیتن کاردیف، یک اسکن سه بعدی از صورت پاور تهیه شده و برای طراحی محل‌های برش مورد استفاده قرار گرفت تا به جراحان در قرار گیری اجزای صورت مانند استخوانهای گونه در محل صحیح خود کمک کند. این تیم با استفاده از تمام داده‌ها، الگوها، محل‌های برش و ایمپلنت‌هایی از جنس تیتانیوم را چاپ کرده و پزشکان برای باز سازی نهایی چهره‌ی پاور از آنها استفاده کردند.
پس از تصادف موتورسیکلت صورت استفان پاور حتی پس از چندین عمل جراحی به شدت آسیب دید (تصویر سمت چپ) – تا زمانی که تیم پزشکی با استفاده از چاپ سه بعدی الگوها و ایمپلنت‌هایی را درست کردند که به باز سازی چهره‌ی جوان 29 ساله کمک کرد (تصویر سمت راست) و چهره‌ی او را به حالت قبل از تصادف بازگرداند. (انجمن بهداشت دانشگاه Abertawe Bro Morgannwg)
اگرچه ایمپلنت‌های چاپ سه بعدی پیشتر در جراحی مورد استفاده قرار گرفته است، اما پزشکان می گویند این اولین بار است که در هر مرحله از عمل از این تکنولوژی استفاده شده است.
پیل می‌گوید:"مزیت چاپ سه بعدی این است که اطلاعات و بخشهای بعدی به جراحان کمک می‌کنند تا به دقت بیشتر، قابلیت پیش بینی و کاهش زمان عمل دست یابند. این روش بسیار دقیق‌تر از تکیه کردن بر قضاوتهای بصری در جراحی است، و افزایش قابلیت پیش بینی به تیم جراحی این امکان را می‌دهد تا هر گونه مشکلی را که ممکن است در طول عمل به وجود آید پیش بینی کرده و حتی قبل از انجام عمل این مشکلات را کاهش دهند."
وی می‌افزاید، با افزایش دقت، بیماران می‌توانند جلوی هزینه‌های بالقوه‌ی روش‌های تکمیلی را بگیرند، و اقامت کوتاه مدت در اتاق جراحی این امکان را به بیماران می‌دهد تا سریعتر بهبود یابند و در نتیجه خطر عفونت‌های احتمالی کاهش می‌یابد.
در طول عمل جراحی پاور که 8 ساعت به طول انجامید، شوگر از ابزاری که مخصوص خود او طراحی شده بود استفاده کرد و مجدداً شکافی را در استخوان‌های گونه‌ی پاور ایجاد کرد. او قطعات را به طریقی که با مشخصات ایجاد شده به وسیله‌ی مدل کامپیوتری مطابقت داشته باشد مجدداً جا گذاری نمود. ایمپلنت‌ها پس از آن قرار داده شدند تا استخوانها را در جای خود نگه داشته و چشم بیمار را به طرف محل اصلی خود بالا ببرند.

این مدلها و ایمپلنت‌ها با استفاده از چاپ سه بعدی تهیه شدند. (انجمن بهداشت دانشگاه Abertawe Bro Morgannwg)

شوگر در گزارشی توضیح داد: "بدون این تکنولوژی پیش رفته دست ما کاملاً خالی بود. ما باید حدس می‌زدیم که هر یک از اجزا باید در کجا قرار گیرند. این تکنولوژی به ما کمک می‌کند تا به مراتب دقیق‌تر عمل کرده و نتایج بهتری را برای بیمار رقم بزنیم."
پزشکان پس از عمل جراحی متوجه شدند که چشم چپ پاور هنوز اندکی بالا است، اگر چه آنها انتظار دارند پس از چند ماه این مشکل برطرف گردد.
پاور به بی بی سی گفت:" این عمل زندگی مرا کاملاً تغییر داد، من روزی که پس از جراحی به هوش آمدم بلا فاصله متوجه این تغییر شدم."
تا کنون این عمل جراحی باز تاب بسیاری خوبی در انگلستان داشته است. اما این تیم پزشکی هنوز اطلاعات کافی در باره‌ی چیزهایی مانند جریان کار یا فرایند طراحی بهینه ندارند تا این تکنولوژی را به صورت منظم و بر یک مبنای همیشگی پیاده نمایند. انتظار می‌رود طرح‌های پژوهشی بیشتری انجام گیرد تا امکان انجام این عمل برای بیماران سراسر جهان فراهم گردد.