Mühendislik süreçlerinin ürünü olarak geliştirilen teknolojiler; pek çok temel bilimde ve gündelik hayatımızda uygulama bulur. Eklemeli imalat olarak da bilinen 3D Yazıcı teknolojisi, mühendislik, kimya, biyoloji, bilgisayar bilimi ve malzeme bilimi gibi çeşitli araştırma alanlarına yayılan yeni nesil imalat tekniğidir. Eklemeli imalat Endüstri 4.0’ın önemli parçalarından biridir. Üç boyutlu baskı, farklı malzemelerin katman katman eklenmesiyle karmaşık formların yüksek hassasiyetle imal edilmesine olanak tanır. Eklemeli imalat, Aşağıdan yukarı (Bottom-up) yaklaşımını kullanır. Aşağıdan yukarı yaklaşımı, atom ve moleküllerin kimyasal/ biyolojik prosesler kullanılarak belirli bir düzen içinde bir araya getirilmesidir.
3D Yazıcı teknolojileri her geçen gün kendine daha çok kullanım alanı bulmaya devam ediyor. Son yıllarda, tıp alanında da 3 boyutlu baskı teknolojisinin kullanım sayısı hızla artmıştır. Birçok hastane, kurum içinde 3 boyutlu yazıcılar satın almaktadır. Sağlık hizmetlerinde 3 boyutlu baskı kullanımının önümüzdeki yıllarda artması beklenmektedir. SmarTech Analysis’in 2019 raporunda, medikal 3D baskı pazar değerinin 1.25 milyar dolar olarak belirtilmiştir. 2027 itibariyle pazar değerinin 6.08 milyar dolara yükselmesi beklenmektedir. Başlangıçta karmaşık prosedürlerde cerrahi öncesi planlamayı optimize etmek için kullanıldı. Klinik eğitim, hasta eğitimi, özel protezlerin üretiminde de kullanılmakta. Daha fazlası olması için potansiyele de sahiptir: 3 boyutlu baskı prensiplerine dayanan biyoteknoloji araştırmaları, fonksiyonel doku ve organlar yaratmak amacıyla biyolojik materyallere de uygulanmaktadır.
ama
Organ Baskı Teknolojileri
fakat
Modern tıptaki gelişmelerle birlikte yaşam süresi ve yaşa bağlı hastalıklarda artışlar meydana gelmektedir. Organ nakli talebinin artıyor olsada donör organlarının arzı neredeyse hiç artmadı. Bu nedenle, nakil için doku ve organ sıkıntısı önemli bir boyutta. Olağanüstü başarı öyküleri üreten birçok gelişmiş doku mühendisliği teknolojisi olsa da henüz tüm potansiyeli sağlanamamıştır.
Doku-organ oluşturmak için 3D baskı, diğer yaklaşımların sınırlamalarının üstesinden gelebilecek bir doku mühendisliği yaklaşımıdır. Organ baskı teknolojisi, doğal doku veya organların yapılarını ve işlevlerini taklit eden biyolojik ikamelerin oluşturulması için geliştirilmiştir. Bu teknoloji, çeşitli hücre tiplerinin ve biyo malzemelerin tek bir 3D mimaride hassas bir şekilde yerleştirilmesini sağlar. Bu amaca ulaşmak için, çeşitli 3 boyutlu baskı yöntemleri mevcuttur ve birkaçı organ baskısı amacıyla kullanılmıştır. Organ baskı teknolojisi, çalışma prensiplerine dayalı Mürekkep püskürtmeli (İnkjet), Ekstrüzyon(extrusion), and Lazer tabanlı (laser-based) yöntemler olmak üzere üç geniş yöntemle desteklenebilir.
Eklemeli imalat teknolojisi, hayvanların hayatını kurtarmada da kullanılabilmektedir. Hayvan rekonstrüktif cerrahisi Veterinerlik alanının hızla ilerleyen bir uzmanlığıdır. Örneğin Cornell üniversitesinde, bir köpeğin kafatasının %70’inin alınmasıyla sonuçlanan bir tümör ameliyatı yapıldı. Dr. Galina Hayes ve ekibi, kafatasını onarmak için bir titanyum plaka yazdırmak için görüntüleme teknolojisini kullandı. Ekip ayrıca tümörün tam bir modelini bastı ve hastayı tehlikeye atmadan ameliyatın planlanmasını sağladı.
fakat
Cerrahi Planlama ve Anatomik Modeller
ama
Eklemeli imalat, medikal görüntüleme ile birleştirildiğinde güçlü bir tanı koyma aracı ve asistan eğitimine katkısı olan bir yöntemdir. Cerrahi planlamada 3 boyutlu baskı modellerin yararı, karmaşık ve hassas işlemleri prova etmek için kullanılabilmeleridir. 3 boyutlu basılmış modeller, cerrahlara bu yaklaşımı tanıma ve cerrahi öncesi problemleri tahmin etmelerine olanak tanır. 3D baskı teknolojisiyle ameliyat hazırlığının yapılması bir hastanın ameliyathanede geçirdiği süreyi de azaltmaktadır.
Günümüzde bire bir yapay organ üretilemese de özellikle ameliyat öncelerinde doktorlar çektikleri MR’lar yardımı ile ameliyat edilecek bölgenin 3 boyutlu topoğrafik haritasını oluşturuyor. Sonra, bunu 3D yazıcılar yardımı ile somut objeler haline getirerek basabiliyorlar. Aynı şekilde maxilofacial (diş- çene) operasyona maruz kalacak kısım taranıp 3 boyutlu şekilde oluşturulabiliyor. Bozuk diş anatomisi için kullanılan diş hizalayıcılar diş hekimliğinde 3D baskının en çok kullanım alanıdır. Diş telleri, diş restorasyonları, kronlar, diş köprüleri ve diş iskeletleri gibi kişiselleştirilmiş ürünler 3D baskı yöntemiyle yapılmaktadır. Dişçilik alanında 3D baskı daha az maliyetle kontrollü bir tedavi imkanı da sağlamaktadır. Aynı zamanda kalıba gerek olmadığından bekleme süresini en aza indirmektedir.
Anatomik 3D modeller karmaşık ameliyatlara yardımcı olmak, eğitim amaçlı hassas prosedürleri uygulamak ve kişiye özel protez oluşturmak için başarıyla kullanılmaktadır. Ortopedi sahası 3 boyutlu baskı teknolojisinin ilk uygulayıcılarından biridir. İlk kullanımlar büyük oranda ameliyat öncesi planlamaya yardımcı olmaya yönelikti, ancak o zamandan beri devam eden çalışmalar, özel protezlerin oluşturulmasında 3 boyutlu yazıcı teknolojisinin kullanımını üzerine oldu. Hem tıbbi görüntüleme hem de 3 boyutlu yazıcı teknolojisi ilerlemeye devam ettikçe, kombine kullanımları için yeni fırsatlar ortaya çıkacaktır.
İmplant&Protezler
Toplum içerisinde çeşitli yaralanmalı olaylar neticesinde, bazı insanlarda implant&protez takılma ihtiyacı olan hasarlar oluşmaktadır.Medikal implant sektöründe eklemeli üretimin 2025 yılına kadar 0,27 Milyar dolara ulaşması beklenmektedir. 3D baskı ile oluşturulan çözümler, tasarım, üretim süreleri, ilgili maliyetler açısından geleneksel implant yöntemlerinden daha iyi performans gösterir. Ayrıca çoğu zaman hasta konforu ve implant deneyimi iyileştirilir. Silikon kalp kapakçıkları,karbon yapay retina, diş protezi,restoratif oral-maksillofasiyal implantlar, özelleştirilmiş mikro gözenekli kemikler,PEEK köprücük kemiği implantı, kulak ve çene için implantlar gibi pek çok çalışma vardır. Günümüzde 3D baskı implantları, biyouyumluluğu nedeniyle titanyumdan yapılmaktadır. Vücut genellikle implant olarak önemli bir bileşen olan bu metal malzemeyi kabul eder.
ama
BTech Innovation
fakat
Btech Innovation güçlü mühendislik altyapısı ile Medikal, Dental,Odyoloji ve Endüstriyel alanlarında katma değerli işleri, yüksek nitelikle yapmayı ilke edinmiş bir teknoloji firmadır. ODTÜ Teknokent merkezli şirket 2013’te kuruldu. BTech’in ceosu Kuntay Aktaş, mühendisliğin cerrahlara ve hastalara nasıl kolayca yardımcı olabileceğini fark etmiş. Şirket bunun sonucunda kurulmuş. BTech, medikal eklemeli imalat adı verilen (Medical 3D Printing) alanda ürünler geliştirerek faaliyetlerine başladı. Ancak, şirketin vizyonu sadece medikal alanla sınırlı kalmadı. Şirket, eklemeli imalat alanında dünyanın en önemli oyuncularından biri olma yolunda emin adımlarla ilerliyor.
Kuntay Aktaş geçtiğimiz günlerde Fortune Türkiye “40 Yaş Altı 40” Listesi’ndeki isimlerden biri oldu. Kendisi bu sektörün ülkemizdeki ilk atılımcılarından olup çalışmalarına 2011 yılında Titanyum malzemesi ile başlamıştır. Daha sonra bir askeri hastanede anatomik modellemeler, kurulum ve eğitimlerden sonra ilk implant vakası üstünde çalışmıştır. Bu ilk vaka 2012 yılında, göğüs duvarı tamamen alınmış ve göğüs duvarının büyük bir kısmı çıkarıldığından solunum mekanizmasını etkileyecek bir vakaymış. Hastaya özgü bir implant tasarlanmadan hastanın hayatta kalma şansı yokmuş. 3D Baskı ile hastaya özel protez tasarlanmış ve hastaya yerleştirilmiş. Bu ve benzeri pek çok örnekle insanların hayatlarını kurtarmak, bir imalat teknolojisinin yaygınlaştırılması ve uygulama alanını artırabilmesi için oldukça motive edici bir durumdur. Bu teknoloji önümüzdeki günlerde adından oldukça söz ettirecek.
ama
Kaynakça
[1] Tamay, D. G., Dursun Usal, T., Alagoz, A. S., Yucel, D., Hasirci, N., & Hasirci, V. (2019). 3D and 4D Printing of Polymers for Tissue Engineering Applications. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 7. doi:10.3389/fbioe.2019.00164
[2] Atala, A. (2009). Engineering organs. Curr. Opin. Biotech ., 20 (5), pp. 575–592.
[3] Kang, H.-W., Kengla, C., Lee, S. J., Yoo, J. J., & Atala, A. (2014). 3-D organ printing technologies for tissue engineering applications. Rapid Prototyping of Biomaterials, 236–253. doi:10.1533/9780857097217.236 ama
[4] Anıl Atalay ve ark. “3D Teknolojinin Tıpta ve Üroloji’de Kulanım Alanları”. Endoüroloji Bulteni, 2016;9: 65-71. doi:10.5350/ENDO2016090208. ama
[5] https://www.tridi.co/blog/saglik-sektorunde-hayati-kolaylastiran-3d-baski-uygulamalari ama
[6] http://www.voksel.com.tr/blog/saglik-sektorunde-cigir-acan-devrim-3d-yazici-teknolojisi
[7] https://blogs.3ds.com/northamerica/3d-printing-organs-changing-surgery/ ama
[8] https://3dheals.com/interview-with-kuntay-aktas-btech-innovation ama
[9] https://www.fortuneturkey.com/yuksek-teknolojiyle-rekabet-ustunlugu ama
[10] https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/400792 ama
[11]https://www.fortuneturkey.com/btech-innovaiton-ceosu-kuntay-aktas-fortune-turkiye-40-yas-alti-40-listesine-iliskin-fortune-tvye-konustu ama
[12] https://www.3dnatives.com/en/best-3d-printed-implants-230720195/#! ama
