هوردیس | Hordis

همچنان که چاپ سه بعدی به دگرگونی در صنعت ساخت ادامه می‌دهد، پزشکان امیدوار هستند که این فناوری بتواند به ۳۰  میلیون نفر انسان در سراسر جهان که نیاز به اندام مصنوعی دارند، کمک کند.

دانیال عمر هم‌اکنون ۱۴ سال دارد، پس از از دست دادن دو دستش در یک حمله هوایی در سودان، از یک دست مصنوعی چاپی سه بعدی استفاده میکند.

 

John Nhial، به سختی می‌توان گفت که به سن نوجوانی رسیده بود زمانی که توسط ارتش چریکی سودان ربوده شد و مجبور شد به یک سرباز کودک تبدیل شود. او ۴ سال از عمرش را صرف مبارزه و استفاده از اسلحه‌هایی که حتی نگهداشتن برای او خیلی سنگین بودند، کرد تا روزی که آن اتفاق اجتناب‌ناپذیر افتاد. او به شدت مجروح شد، زمانی‌که در حال گشت صبح بود، بر روی یک مین پا گذاشت. او به یاد می‌آورد : «بر روی آن قدم گذاشتم و منفجر شد. بعد از آن سعی کردم که به پای خود نگاه کنم که متوجه شدم هیچ پایی وجود ندارد.»

دوستش او را به اردوگاه اصلی بازگرداند اما مراقبتهای پزشکی خوبی در دسترس نبود. مدت ۲۵ روز طول کشید تا تحت درمان پزشکی مناسب قرار بگیرد، در این مدت به علت بیماری کزاز یک طرف از بدنش از کار افتاد. در نهایت Nhial در یک پرواز به مرز کنیان فرستاده شد و زمانی‌که به یک تیم صلیب سرخ سپرده شد، نجات یافت.

او مشکلات بسیاری را در کشمکش موجود در کشور سودان جنوبی متحمل شد. هم‌اکنون در اردوگاه مهاجرین Juba زندگی می‌کند. او برای کشورش، در رشته بسکتبال با صندلی چرخدار بازی می‌کند. دستیابی به خدمات اصلی، اغلب مستلزم پیاده‌روی‌های طولانی است اما برخلاف کسانی که از عصا استفاده می‌کنند، حداقل دستهایش برای حمل چیزهایی مثل آب و غذا آزاد است.

نیاز به فراگیری اندام‌های مصنوعی

چنین زندگی‌هایی که توسط بیماری یا جنگ ویران شده‌اند در کشورهای در حال توسعه بسیار عادی است. کمبود دست یا پا برای همه افراد سخت است اما برای افراد در نقاط فقیرجهان به طور خاص چالش‌برانگیز است. بعضی‌ از آنها قربانی جنگ هستند و برخی دیگر ممکن است با مشکلات مادرزادی به دنیا بیایند. با افزایش تعداد تصادفات در کشورهای فقیرتر، تعداد بسیاری در جاده‌ها مجروح می‌شوند. در کنیا (Kenya) نیمی از بیماران در بخش جراحی، دچار آسیب‌های جاده‌ای هستند.

سازمان بهداشت جهانی تخمین زده است که حدود ۳۰ میلیون نفر مانند Nhial نیازمند اسکلت های بیرونی ،بریس (brace)، یا سایر دستگاههای تحرک هستند، اگرچه در حال حاضر کمتر از ۲۰۰ درصد از این افراد از این امکانات بهره‌مند هستند. اندامهای مصنوعی مستلزم تخصص‌های زیادی برای تولید و متناسب کردن هستند و سازمان بهداشت جهانی (WHO) می‌گوید که در حال حاضر در کشورهای فقیرتر کمبود ۴۰۰۰۰ اندام مصنوعی وجود دارد. همچنین، برای بیماران هزینه مالی و زمانی وجود دارد، ممکن است بیمار مسافت زیادی را برای درمانی که ممکن است ۵ روز طول بکشد برای تشخیص، تولید اندام مصنوعی و متناسب کردن آن طی کند. نتیجه این است که اندام‌های مصنوعی، از مهمترین دستگاههای پزشکی به شمار می‌آیند. اگرچه ممکن است این فناوری با چاپ سه‌بعدی ما را نجات دهد.

فناوری چاپ سه‌بعدی و تحول صنعت اسکلت‌های بیرونی

چاپ سه‌بعدی که به نام ساخت افزایشی (additive manufacturing) نیز معروف است، از ابتدای قرن، باعث انقلابی در جنبه‌های پزشکی شده است، همچنین تاثیر زیادی را در دیگر صنایع از جمله لباس و ماشین داشته است. شاید این تعجب آور نباشد، از مزایای اصلی چاپ سه‌بعدی، ساخت محصولات سفارشی با سرعت بالا و هزینه‌ی مقرون به صرفه است. دستگاه‌های تجاری کمی به نسبت دستگاه‌های پزشکی وجود دارد.

متخصصان پوست چاپ سه‌بعدی را برای قربانیان سوختگی، اسپلینت‌ برای نوزادان (airway splint)، بازسازی قطعات صورت برای بیماران سرطانی، ایمپلنت‌های ارتوپدی توسعه داده‌اند. این فناوری، حلزون‌های سمعک و قالب گوش را تولید کرده است، روزانه هزاران روکش و پل دندان با کمک اسکن دیجیتالی از دندانها تولید می‌شود و جایگزین روشهای مدلسازی موم سنتی که قرنها مورد استفاده قرار می‌گرفت می‌شوند.

همچنین عملیات جراحی فک و تعویض مفصل زانو بطور معمول با استفاده از راهنماهای جراحی چاپ شده بر روی ماشینها انجام می‌شوند. بنابراین جای هیچ تعجبی نیست که فناوری، علاقه‌مند به فعالیت در زمینه اندام‌های مصنوعی شده است.

Ivan Owen یک هنرمند آمریکایی است که علاقمند به ساخت اسباب عجیب و غریب برای استفاده در نمایش‌ها و فیلمهای ترسناک است. در سال ۲۰۱۱، او یک دست مکانیکی فلزی ساده برای فستیوال steampunk convention ساخت، انگشت‌های میخ مانند با حلقه‌هایی درونشان. او ویدیوی خود را انتشار داد و این ویدیو توسط یک نجار در آفریقای جنوبی که ۴ انگشت خود را در یک اره گردبر از دست داده بود، دیده شد. آنها شروع به برنامه‌ریزی برای ساخت دست مصنوعی نمونه کردند که توجه مادر یک پسربچه ۵ساله به اسم Liam را به خود جلب کرد که به صورت مادرزادی دست راست او هیچ انگشتی نداشت.

مادر Liam خواهان یک نسخه کوچک از دست ساخته شده توسط Owen بود، اما Owen متوجه شد که یک کودک با سرعتی بیشتر از هرچیزی که او می‌سازد رشد می‌کند، بنابراین او ایده استفاده از چاپ سه‌بعدی را به کارگرفت. او گفت: «اگر ما بتوانیم یک طرحی که قابل چاپ باشد را توسعه دهیم، همانطور که Liam رشد می‌کند می‌توان آن طرح را تغییر اندازه داد و دوباره چاپ کرد، بنابراین به اندام مصنوعی این اجازه را می‌دهد که همراه پسربچه بزرگ شود.»

آغاز پروژه‌های متن‌باز و انجمن‌های خیریه اندام‌های مصنوعی چاپ سه‌بعدی

بنابراین آن هنرمند، سازنده چاپگر را متقاعد کرد که دو دستگاه را اهدا کند و آنچه را که ادعا می‌شود که نخستین دست مکانیکی چاپی سه‌بعدی است را توسعه داد. بطور قطع، Owen بیشتر از تمایل به ثبت اختراع این اثر، این طرح را به‌عنوان یک پروژه متن‌باز منتشر کرد تا هرکسی به آن دسترسی داشته باشد و به دیگران اجازه داد تا در این طرح همکاری کنند و از آن استفاده کرده و بهبود بخشند.

این حرکت باعث پیشرفت در آینده شد، یک شبکه با ۷۰۰۰ نفر عضو از دهها کشور دنیا و دسترسی به ۲۰۰۰ چاپگر که کمک به ساخت دست و انگشت برای کسانی که نیازمند آن هستند، می‌کند. حتی دانش‌آموز یک مدرسه در کالیفرنیا یک دست جدید برای یک معلم چاپ کرده است.

اغلب آنها با هدف کمک به کودکان ایجاد شده‌اند، از آنجایی که بسیاری از آنان از وزن، ظاهر و عذاب دادن‌های اندامهای مصنوعی که شامل قراردادن دست در یک آستین سیلیکونی و استفاده از یک بند چرم در پشت برای نگهداشتن آن دستگاه در محل است، متنفر هستند.
این دستهای مصنوعی هزاران پوند می‌ارزند، با این حال باید هر دوسال به دلیل رشد کودک عوض شوند. نسخه چاپ سه‌بعدی حدود ۴۰ یورو ارزش دارد که در هر رنگی وجود دارد و مانند یک اسباب بازی شاد است. بنابراین با این‌که پیچیده کمی دارند اما اغلب خیلی جذاب هستند.

Jorge zuniga، پژوهشگر بخش بیومکانیک در دانشگاه Nebraska در Omaha، در رادیو ماشینش راجع به این پروژه شنید. او تنها نیمی از حواسش به گوش دادن به رادیو بود، اما به محضی که به خانه رسید شروع به بازی بیسبال با پسربچه ۴ ساله‌اش کرد و مشاهده کرد که چقدر گرفتن یک شی برای رشد کودکش مهم است.

 

او یک ماه را با دقت زیاد صرف ساختن یک مدل مصنوعی کرد که دست انسان را تقلید کند. براساس این گفتگو و طرح‌های متن باز Cyborg Beast، یک پروژه توسط zuniga برای دستهای مصنوعی کم هزینه حمایت شد. Zuniga که یک تیم هفت نفری را رهبری می‌کند، می‌گوید: «شما با چاپ سه‌بعدی می‌توانید هرکاری بکنید. ما اعتقاد داریم که این می‌تواند در زمینه پروتز انقلاب ایجاد کند. همراه با چاپ سه‌بعدی می‌تواند هزینه‌های جهانی را کاهش دهد و به مهندسان، بیماران و پزشکان شانس این را می‌دهد که دستهای مصنوعی را آن‌طور که دوست دارند بهبود دهند و آنها می‌توانند هر رنگی باشند.

Zuniga می‌گوید: «ما می‌خواهیم که کودکان اندام مصنوعی را به‌عنوان یک اسباب‌بازی ببینند.» بسیاری از کودکان پروتز را دوست ندارند، هرچند آنها این روزها خیلی خوب عمل می‌کنند، به این دلیل که ممکن است یک قلاب برای دست داشته باشد که بچه‌ها این طرح را دوست ندارند. بنابراین اندام مصنوعی چاپ سه‌بعدی برای پرکردن شکاف‌های موجود است که به کودکان کمک می‌کند که از این استفاده کنند تا زمانی که بزرگ شدند.

ما حتی یک کودکی که شانه خود را از دست داده را داشتیم. بنابراین ما یک دستگاهی را به همان وزن بازوی از دست داده‌اش ، توسعه داده‌ایم. این بدان معنی است که او نه تنها یک بازوی جدید داشت که به زندگی روزانه‌اش کمک کرد. این همچنین شرایط او را بهبود بخشید، بنابراین برای ستون فقراتش خیلی بهتر بود. انجام این کارها توسط فناوری سه‌بعدی به راحتی انجام می‌شود.