اختصاصی بسپار/ نوآوری در دارورسانی با استفاده از چاپ سهبعدی
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر پزشکی با سرعتی بیش از همیشه در حال پیشرفت است. در سال ۲۰۲۴ (۱۴۰۳ شمسی)، دستاوردهای بزرگی در حوزههای مختلف بهدست آمد؛ از آغاز اولین برنامهی واکسینه کردن کودکان علیه مالاریا گرفته تا آزمایش بالینی یک نسخهی مقرونبهصرفه از انسولین. دانشمندان در صنعت سلامت و زیستدارو (Biopharmaceutical) برای رساندن درمانهای حیاتی به بیماران، بیشازپیش به فناوریهای نوین تکیه میکنند تا موانع قدیمی را کنار بزنند و مسیر پژوهش را هموار سازند. یکی از این فناوریها که در سالهای اخیر به موتور نوآوری در دارورسانی (Drug Delivery) تبدیل شده، چاپ سهبعدی است.
مینیاتوریسازی و پزشکی شخصیشده؛ نیاز به چاپ دقیق
روند روزافزون کوچکسازی تجهیزات و گسترش درمانهای فردمحور، باعث شده چاپ سهبعدی نهتنها ابزار مفیدی باشد، بلکه در بسیاری موارد به تنها گزینهی ممکن تبدیل شود. روشهای سنتی تولید مانند ماشینکاری یا قالبگیری، پرهزینهاند و انعطافپذیری لازم را نیز در طراحی ندارند. برای توسعهی تجهیزات پزشکی با ویژگیهایی در مقیاس میکرون – مانند پچهای واکسن سوزنی – تنها چاپ سهبعدی ریزمقیاس (Micro 3D Printing) است که میتواند با دقت و هزینهی مناسب، نیازها را برآورده کند.
حل چالشهای طراحی با چاپ سهبعدی ریزمقیاس
در مرکز درمان سرطان City of Hope Cancer Center Duarte، گروه رادیولوژی مداخلهای از جدیدترین درمانها و فناوریها برای تشخیص و کنترل سرطان استفاده میکند. این گروه بهتازگی دریافت که چاپ سهبعدی ریزمقیاس میتواند به بهبود روش دارورسانی در درمان سرطان کبد کمک کند.
رساندن دوز بالای دارو بهطور مستقیم به غدههای کبد، میتواند گزینهی نجاتبخشی برای بیماران باشد؛ اما طراحی ابزاری که بتواند بهدرستی در بافت باقی بماند، چالشی جدی محسوب میشود. در حالیکه از میزآبهای (Catheters) تزریق درونغدهای در نواحی مانند مغز استفاده شده، در مورد کبد، حرکت تنفسی بیمار میتواند موجب جابهجایی میزآب شود و کارکرد درمان را بکاهد.
برای حل این مشکل، گروه پژوهشی با الهام از ساختار خاردار نیش زنبور، به طراحی میزآبی پرداخت که بتواند خود را در محل تثبیت کرده و دارو را دقیقا به محل مورد نظر برساند. این طراحی شامل سوراخهایی به قطر تنها ۰.۴ میلیمتر برای خروج دارو و خارهای ظریف برای تثبیت بود – ویژگیهایی که تنها با دقت بسیار بالا قابل ساخت بودند. حتی روشهایی مانند چاپ SLA نیز قادر به تامین این سطح از دقت نبودند. از همین رو، پژوهشگران به فناوری چاپ سهبعدی (Projection Micro Stereolithography) روی آوردند.
فناوری PµSL؛ ساخت دقیق جزئیات پیچیده
با استفاده از فناوری PµSL، که یک روش چاپ سهبعدی با وضوح بالا است، این گروه پژوهشی موفق شد ساختار پیچیدهی میزآب – شامل خارهای ریزمقیاس، سوراخهای جانبی و کانال مرکزی – را با دقت زیاد بسازد. این چاپگر ریزمقیاس توانست طراحی دقیق مورد نیاز را بهطور کامل پیادهسازی کند.
میزآب تولیدشده، دو کارکرد اصلی را با موفقیت انجام داد:
۱. تثبیت در محل تزریق
۲. دارورسانی یکنواخت به ناحیهی هدف
در آزمایشهای اولیه، این میزآب خاردار توانست غلظت موضعی دارو را ۱۸۳ برابر بیشتر از تزریق سیاهرگی (IV) استاندارد افزایش دهد. این نتایج نویدبخش آیندهای روشن برای درمانهای هدفمند و دارورسانی شخصیشده در سرطان هستند.
ساخت آیندهی تجهیزات پزشکی
هرچند این پژوهش هنوز در مرحلهی پیشبالینی قرار دارد، اما نشاندهندهی یک تغییر اساسی در نگرش به حل مشکلات پزشکی است. چاپ سهبعدی ریزمقیاس، یکی از معدود فناوریهایی است که میتواند دقت و پیچیدگی لازم برای تجهیزات نوین پزشکی را فراهم کند.
این فناوری امکان ساخت قطعاتی با رواداری (Tolerance) بسیار کم را فراهم میکند؛ جایی که دقت ابعادی، صحت و وضوح زیاد، الزامی هستند. از سوی دیگر، این فناوری امکان ساخت تجهیزات ویژهسازیشده برای هر بیمار را نیز فراهم کرده و بهعنوان راهحلی مقرونبهصرفه، از مرحلهی نمونهسازی تا تولید نهایی قابل استفاده است.
میزآب گیردار ساختهشده در این پروژه، نمونهای از عبور از محدودیتهای ساخت سنتی است. با ترکیب طراحی نوآورانه با فناوری ساخت پیشرفته، پژوهشگران توانستند ابزاری تولید کنند که تا پیش از این امکان تولید نداشت.
مهندسان پزشکی اکنون باید چاپ سهبعدی ریزمقیاس را نه فقط بهعنوان یک گزینه، بلکه بهعنوان یکی از راهبردهای اصلی در توسعهی سامانههای نوین دارورسانی در نظر بگیرند – چون پیامدهای آن میتواند واقعا تحولآفرین باشد.
