در کشورهای توسعه‌یافته تعداد افرادی که به پروتز دست و پای مصنوعی یا دیگر کمک‌های ارتوپدی نیاز دارند به 30میلیون نفر می‌رسد. آیا پرینتر سه‌بعدی می‌تواند به آنها کمک کند؟
از ترافیک سنگین و پرهرج‌ومرجی در کامپالا، پایتخت اوگاندا، صدای بوق ممتدی به گوش می‌رسد. خودروها سر هر پیچ در لاین مخالف حرکت می‌کنند و رانندگان برای میانبر زدن حتی قوانین اولیه ایمنی را هم رعایت نمی‌کنند. سه‌سال پیش، جوآن گیوکیالیا ترک یکی از ده‌ها‌هزار تاکسی‌موتورسیکلت در شهر نشسته بود. راننده میان خودروها و اتوبوس‌ها مارپیچ می‌زد. ناگهان به زمین افتاد و سرنوشتش از این رو به آن رو شد.
بعد از برخورد اتوبوس با موتورسیکلت راننده جادرجا کشته شده بود. گیوکیالیا زنده ماند، اما پزشکان مجبور شدند پای چپش را از زیر زانو قطع کنند. او که حالا 25 سن دارد به یاد می‌آورد: « کزاز گرفته بودم و تمام پایم عفونت کرده بود. او در باغ بیمارستان توانبخشی CoRUS، یکی از مراکز ارتوپدی معروف در غرب آفریقا نشسته. جایی که توانستند زندگی‌اش را بعد از تصادف دوباره به او برگردانند.
حوادث رانندگی در بسیاری از کشورهای درحال‌توسعه از عوامل اصلی قطع عضو در کنار دیابت، انواع عفونت و تومور است. بعضی‌ها با نقص عضو به‌دنیا می‌آیند و بعضی دیگر هم قربانی مین‌ها می‌شوند. براساس تخمین سازمان بهداشت جهانی تعداد افرادی که به پروتز دست و پای مصنوعی یا ارتز نیاز دارند به 30میلیون نفر می‌رسد که خیلی‌ها توانایی مالی کافی برای خرید آنها را ندارند. علاوه بر آن، در کشورهای بسیاری متخصص، مواد اولیه و مراکز پروتزی کافی وجود ندارد.
اخیرا، بسیاری از متخصصان، مخصوصا کارمندان کلینیک CoRSU که در آن تکنیسین ارتوپدی پای قطع‌شده گیوکیالیا را اسکن می‌کند، به پرینترهای سه‌بعدی امید بسته‌اند. او با استفاده از دستگاه‌هایی اندازه کف دست، می‌تواند همزمان با اسکن محل قطع‌شدگی یا استامپ، نتایج را در صفحه لپ‌تاپی مشاهده کند. گیوکیالیا با دقت هر حرکتی را دنبال می‌کند. این کلینیک توانست در‌سال 2009 با دریافت کمک‌های مالی از تمام کشورهای دنیا شامل آلمان، درهایش را به روی تحقیقات باز کند و گیوکیالیا یکی از آن صد بیماری است که در این تحقیق شرکت می‌کند. در طی دو‌سال گذشته، تکنیسین‌های ارتوپدی با همکاری سازمان مردم‌نهاد کانادایی موسوم به «تکنولوژی‌نیا» و دانشگاه تورنتو سوکت‌های پروتزی تولیدشده توسط پرینترهای سه‌بعدی را آزمایش کرده‌اند.
سوکت، قسمتی است که پروتز را به محل قطع‌شده یا استامپ متصل می‌کند و باید برای هر بیمار با مشخصات خودش ساخته شود. در گذشته، این کار وقت‌گیر و پیچیده و شامل ساخت قالب گچی آن است. قابلیت اسکن استامپ و سوکت‌های پرینت‌شده باید کمک کند تا کار چهار تکنیسین ارتوپد در CoRSU موفقیت‌آمیز باشد و بتوانند به افراد بیشتری که نقص عضو دارند، کمک کنند.
تکنولوژی آن بسیار ساده است: با اسکن استامپ، قبل از آن‌که مدل سه‌بعدی به پرینتر فرستاده شود با نرم‌افزارهای به‌خصوصی در کامپیوتر تنظیم می‌شود. بعد از گذشت چند ساعت، سوکت پرینت‌شده آماده است و می‌توان آن را به یک پروتز پلاستیکی که صلیب‌سرخ یا هر شرکت دیگری که آن را تولید می‌کند، متصل کرد.
به گفته گیوکیالیا ساعت‌ها طول می‌کشد تا به پای مصنوعی جدیدش عادت کند. این نخستین پروتزش نیست. نخستین پروتز را با پولی که خودش جمع کرده، خریده، اما بسیار سنگین و دردناک بوده. در نهایت، آن را کنار گذاشت تا از عصا استفاده کند. پروتز جدیدش بسیار سبک و راحت است. او می‌گوید: «خیلی خوشحال بودم که می‌توانستم دوباره راه بروم.» این‌که پای جدیدش یکی از نخستین پروتزهایی بود که به‌وسیله پرینتر سه‌بعدی درست شده، اهمیت چندانی نداشت.
امید و هیجان
پیشرفت‌های تکنولوژی سه‌بعدی مدت‌هاست که در مراقبت‌های پزشکی تغییرات اساسی ایجاد کرده است. پزشکان می‌توانند از اعضای بدن و تومورها، مدل‌های دیجیتالی درست کرده و برای دست و انگشتان دست آتل درست کنند. تابستان گذشته، محققان دانشگاه ETH در زوریخ توانستند نخستین قلب مصنوعی را با استفاده از سیلیکون و پرینت سه‌بعدی تولید کنند. اما ضربان آن بعد از 3هزار بار از کار افتاد. در آینده ممکن است بتوان با استفاده از «جوهر زنده» که از سلول‌ها و پلیمرهای بیمار به‌وجود می‌آید، بافت‌ها و اعضای بدن انسان را تولید کرد.
تکنولوژی تولید پروتز بسیار ساده است و در برابر روش‌های قدیمی مزایای بیشتری دارد. به جای قالب‌گیری در گچ، اسکن استامپ این مزیت را برای کودکان دارد که آنها را کمتر می‌ترساند. تکنیسین‌ها در کشورهای درحال‌توسعه می‌توانند به مناطق دورافتاده سفر کرده و در محل اسکن کنند. به جای آن‌که مدل گچی را به دنبال خود بکشند، فقط باید مدل دیجیتالی را که روی کامپیوتر است با خود ببرند یا حتی آنلاین بفرستند. در کل می‌توان پروتز را به صورت دیجیتالی تنظیم و در هر جای دنیا پرینت کرد.
جروم کنیکیو، تکنیسین ارتوپد فرانسوی می‌گوید: «می‌توانیم امکانات توانبخشی را به مناطقی ببریم که مردم آن هیچ‌گونه دسترسی ندارند.» او مشاور سازمانی موسوم به معلولان جهانی است و به افرادی که در دنیا ناتوانی جسمی دارند، کمک می‌کند.
او توانسته از سال 2016 در سه کشور مختلف روی 19 بیمار تحقیق آزمایشی انجام دهد. به‌عنوان سرپرست پروژه، کنیکیو آزمایش پروتزهای دست و پا را در سوریه به صورت دیجیتالی نظارت کرده است. او می‌گوید: «تکنولوژی در مواقع اضطراری بسیار به درد می‌خورد.»
او همچنین معتقد است تکنولوژی می‌تواند راه‌حلی برای مناطقی باشد که مراقبت‌های پزشکی مناسب وجود ندارد، علاوه بر آن تعداد تکنیسین‌های ارتوپد و مراکز تولیدی بیشتر خواهد شد.
سازمان معلولان جهانی به شرکت بلغارستانی ProsFit سفارش داده تا سوکت‌های پروتز پایین زانو با استفاده از تجهیزات صنعتی پیشرفته در انگلستان را به ارزش صدها‌هزار یورو چاپ کند. به گفته کنیکیو کیفیت سوکت‌ها بالاتر از آنهایی است که با روش‌های مرسوم تولید می‌شوند و برای بیماران راحت‌تر است.
به‌گفته کنیکیو مشکل این است که سوکت‌های تولیدشده با استفاده از پرینترهای سه‌بعدی ارزان‌قیمت هنوز کیفیت خوبی ندارند. محکم وصل نمی‌شوند، لق می‌خورند و به راحتی می‌شکنند.
بیماران هم نمی‌توانند از این سوکت‌ها برای مدت طولانی استفاده کنند. جوآن گیوکالیا نیز همین مشکل را داشت. پروتزش بعد از سه هفته شکست. او شانس آورد که آسیب ندید. با این حال، سوکت‌ها برای افرادی که نقص عضو دارند، ریسک بزرگی به شمار می‌آید، چون اگر بشکند ممکن است بیفتند و آسیب ببینند. عدم‌تعادل مشکل سوکت‌های چاپی سه‌بعدی هم هست.
یولی مایر، تکنیسین ارتوپد هنوز احساس خوبی نسبت به شور و هیجان سوکت‌های چاپی سه‌بعدی ندارد. او برای یکی از بزرگترین شرکت‌های تکنولوژی پزشکی موسوم به «اوتو باک» کار می‌کند. مایر می‌گوید: «تکنولوژی پتانسیل بالایی دارد، اما حضور تکنیسین‌های بسیاری که پیشینه ارتوپدی ندارند و ادعا می‌کنند، اندام مصنوعی را می‌توان در عرض چندین ساعت تولید کرد نگران‌کننده است.
مایر می‌گوید: «ساخت پای مصنوعی به این معنی نیست که می‌توان از آن برای پیاده‌روی استفاده کرد، حتی اگر بتوان برای پیاده‌روی استفاده کرد به این معنی نیست که عمر آن بیش از یک‌سال باشد.» به گفته او مواد مورد استفاده در پرینترهای ارزان‌قیمت هنوز کیفیت خوبی ندارند. مایر از اعضای تیم هفت‌نفره‌ای است که درباره پروتزهای زیر زانو تحقیق می‌کند. محصولات اولیه در برابر برخی آزمایشات مقاوم بودند، اما هنوز برای عرضه در بازار آماده نیستند. مایر می‌گوید: «هنوز نتوانستیم پای مصنوعی‌ای را چاپ کنیم که قدرت کافی داشته باشد.»
دست ارزان
نوآوری در پروتزها تنها روی محصولات پزشکی پیشرفته متمرکز نیست. تکنیسین‌هایی هم هستند که امید داشته‌اند بتوانند نوآوری‌های جدیدشان را با هزینه کم چاپ کنند. کریم عباس، دانش‌آموز مهندسی پزشکی از دانشگاه علمی کاربردی اف.اج آخن یکی از آنهاست. عباس در تز لیسانسش برای افرادی که دست‌شان قطع‌شده پروتزی مکانیکی طراحی کرده است. نمونه اولیه، گیره ساده‌ای دارد و هزینه ساخت آن زیر 150 یورو است.
عباس می‌گوید: «ظاهر آن برای کسی که استفاده می‌کند، مهم است.» گروهی از دانش‌آموزان حالا روی دست با پنج انگشت کار می‌کنند تا بتوانند در بازارهای پزشکی مراکش عرضه کنند. این گروه همچنین دست بی‌جانی را برای زیبایی طراحی کرده‌اند.
گروه‌های کوچک با بودجه‌های کمی در دنیا وجود دارند که مانند عباس به یک تحقیق علمی وابسته نیستند. بهترین آنها در بازار e-NABLE است. پنج‌سال پیش، ایوان اوون، هنرمند آمریکایی با استفاده از پرینتر سه‌بعدی برای پسربچه‌ای اهل آفریقای جنوبی دست مصنوعی درست کرد. کاملا مکانیزه اما ارزان‌قیمت؛ مانند فانتزی علمی-تخیلی.
این کار شروع جنبش توانمندسازی آینده است، شبکه‌ای از هزاران نفر در دنیا که با استفاده از پرینترهای سه‌بعدی پروتز دست تولید می‌کنند. داوطلبانی که به تجهیزات تکنولوژیکی دسترسی دارند و افراد محتاج می‌توانند از طریق یک وب‌سایت با هم ارتباط برقرار کنند. کودکان درحال رشد که غالبا به پروتزهای جدید نیاز دارند، می‌توانند از طراحی‌های دلخواه‌شان با هزینه‌های کم استفاده کنند. مایر می‌گوید: دستان مصنوعی e-NABLE کیفیت خوبی دارند، اما از لحاظ عملکرد و تعادل بسیار محدودند، بسیار مکانیزه‌اند و از پلاستیک درست شده‌اند، به همین دلیل نمی‌توان آنها را با محصولات پزشکی که عملکرد اتصالی دارند، مقایسه کرد. پروتزها شبیه هم نیستند.»
او اضافه می‌کند این‌که چاپ سه‌بعدی می‌تواند افراد نیازمند و متخصص را به هم نزدیک کند، به همان اندازه ارزش دارد که هر دو همکاری می‌کنند تا راه‌حلی پیدا کنند.
در اوگاندا هدف این است که بتوان پاهای مصنوعی قوی را با عمر طولانی تولید کرد. تکنیسین‌ها با پرینترهایی به ارزش 2هزارو500 دلار و نرم‌افزاری که مخصوصا برای این پروژه طراحی شده، کار می‌کنند. راه‌حل آن هر چه باشد، باید درنهایت بادوام، قابل اطمینان و مقرون به‌صرفه باشد، اما هنوز برای رسیدن به این اهداف راه درازی در پیش است. بعضی وقت‌ها برق می‌رود و پرینتر وسط چاپ از کار می‌افتد. علاوه بر آن، چون پروتزهای تولیدشده هنوز استحکام کافی ندارند، شرکت‌کنندگان در این تحقیق در بهترین حالت می‌توانند برای چهار هفته از آنها استفاده کنند. بعد از آن، پروتز استانداردی را مجانی دریافت می‌کنند.
جوآن گیوکیالیا حالا می‌تواند از پروتز جدیدش برای پیاده‌روی مسافت‌های کوتاه استفاده کند. او دوباره می‌تواند بطری آب را به دست بگیرد و خودش لباس‌هایش را در ماشین لباسشویی بیندازد. او با لبخندی بر لب می‌گوید: «می‌توانم دوباره پسرم را بغل کنم و راه بروم.» جرمیای هشت ماهه روی پایش در آپارتمان یک‌خوابه‌اش نشسته که در چند قدمی محله‌ای پرترافیک قرار دارد. تاکسی‌های موتورسیکلت با سرعت رانندگی می‌کنند. گیوکیالیا همچنان از آنها می‌ترسد، اما وقتی مجبور باشد از آنها استفاده می‌کند. او با کمک پای جدیدش زندگی جدیدی را آغاز کرده است.
منبع: اشپیگل