Iiro Petäjä ja Sonja Ojalahti

3D-tulostus lääketieteessä

Perinteisesti fyysisiä sairauksia on hoidettu pääasiassa lääkkeillä ja kirurgisin toimenpitein. 3D- tulostuksella on mahdollisuus tehdä, vaikka sata samanlaista kopiota, mutta myös mahdollisuus valmistaa yksilöllisiä tuotteita potilaiden tarpeiden mukaan. Tänä päivänä kuitenkin keinokudoksen tuotantoprosessit ovat vielä vaikeita. 

3D-tulostus mahdollistaa hyvin monimutkaistenkin objektien valmistamisen perinteisiin tuotantoteknologioihin verrattuna. 3D-tulostaminen on tuotteen valmistamista yksinkertaisuudessaan kerros kerrokselta tulostaen. Tällä hetkellä tekniikkaa käytetään elottomien rakenteiden valmistamiseksi. Esimerkiksi potilaan mittojen mukaan suunnitellut implantit.

Käyttö ja turvallisuus

Vaikkakin maailmalla on pystytty tulostamaan potilaalle erilaisia kehon osia, niin vielä on erittäin pitkä prosessi siihen, että jokin käyttökelpoinen elin saataisiin kyseisellä teknologialla toimimaan. Biotulostuksessa on sen potentiaalistaan huolimatta muutamia hankaluuksia. Suurissa solu- ja kudosrakenteissa elinkelpoisuuden ja toiminnallisuuden ylläpitäminen on vaikeaa. Biologinen rakenne tarvitsee tasaista ravinne ja happivirtaa. Toistaiseksi tulostettu biomateriaali ei kykene ylläpitämään ravinnerikkauttaan, jolloin solut pysyisivät hengissä ja tulostettu elin olisi elinkelpoinen.

Materiaalit

Ihmiskehossa on yli 200 erilaista solutyyppiä. Nämä muodostavat kudoksia ja elimiä. 3D-biotulostuksen materiaaleina käytetään synteettisiä materiaaleja (kestomuovi tai metalli) ja luonnollisesti johdettuja biomateriaaleja, esimerkiksi solua tukevat hydrogeelit.

Tulevaisuuden näkymät

Tulevaisuudessa on ehkä mahdollisuus tehdä 3D-tulostamisesta merkittävä tuoteryhmä, mikäli se pystytään teollistamaan. Silloin ihmisen hoito pystytään toteuttamaan kustannustehokkaasti, mutta myös samalla yksilöllisesti. 10-20 vuoden kuluttua voisi olla mahdollista, että 3D-tulostuksella tehty ihmiskehossa toimiva elimeen verrattavissa oleva rakenne saataisiin toimimaan. Kokonaisten elinten kohdalla pisimmällä ollaan maksan biotulostuksessa. Vaikkakin biotulostaminen on edennyt suurin harppauksin, tarvitaan vielä ratkaisuja solujen elinkelpoisuutta ja toiminnallisuutta koskeviin ongelmiin ennen kuin kokonaisen elimen tulostaminen olisi mahdollista. Lääketieteen alalla on jatkuvaa pulaa elinten luovuttajista, joten tulevaisuudessa tähän toivotaan ratkaisua 3D-tulostuksen avulla.

Lähteet:

Malminen, Ulla 2014. 3D-tulostin voi mullistaa lääketieteelliset hoitomenetelmät. Yleuutiset. Verkkodokumentti. <https://yle.fi/uutiset/3-7033274> Luettu 12.9.2017 

Kakko, Eija - Mäkinen, Erkki 2016. Katsaus lääketieteelliseen 3D-tulostamiseen. Finnish Journal of eHealth and eWelfare. Verkkodokumentti. file:///C:/Users/sonjario/Downloads/60198-1-64014-1-10-20161209.pdf. Luettu 13.9.2017