Beth Ripley berlari ke lorong menuju kardiologi dengan hati yang segar di tangannya.
Memaparkannya kepadanya, dia mengambilnya dan mula menyerahkannya, memeriksa dan menyelidikinya. Ahli kardiologi mengiktiraf dengan segera bahawa perancangan bulan harus diketepikan. Kembali ke papan lukisan.
Jantung yang dipersoalkan itu adalah model 3D bersaiz penuh penanda sebenar pesakit, panas dari tekanan di Brigham dan Hospital Wanita di Boston, Massachusetts. Ripley, ahli radiologi, bersama dengan radiologist Mike Steigner, telah mencipta model untuk pasukan kardiologi selepas model digital telah terbukti tidak berkesan untuk menggambarkan pendekatan pembedahan. Sekali ahli kardi mendapat tangannya pada mockup berdasarkan data dari imbasan CT, masalah itu jelas pada hari.
Hanya dengan melihat model itu, dia menyedari bahawa pendekatan terhadap prosedur mungkin akan berubah dari catheterization yang sedikit invasif ke pembedahan jantung terbuka yang penuh. Sebenarnya, pasukannya telah mengelakkan komplikasi yang mungkin tidak dapat dijangkakan tanpa model fizikal.
Ripley dan Tatiana Kelil, seorang lagi ahli radiologi Brigham dan Wanita, merupakan sebahagian daripada usaha baru yang dipanggil 3D Print For Health, bermula hanya lima bulan yang lalu. Ia adalah buruh cinta, yang dijalankan pada masa lapang mereka dalam usaha untuk merangsang perbincangan dalam komuniti pencetakan 3D biomedikal. Mereka juga bekerja dengan pakar bedah dan radiologi berganda di Brigham dan Hospital Wanita, mempelajari bagaimana model 3D terperinci anatomi sebenar pesakit dapat membantu mengurangkan komplikasi dari pembedahan dan rawatan, dan juga meningkatkan keupayaan pesakit sebagai penyokong terbaik mereka sendiri.
"Kami mahu membina tempat bagi pesakit dan penyelidik untuk berkongsi idea mengenai bagaimana kami boleh menggunakan percetakan 3D dalam perubatan, " kata Ripley. "Di tangan orang yang betul, ia boleh menjadi alat yang sangat berkuasa."
Imbasan 3D hati (3D Print For Health) 
Imbasan 3D strok di otak (3D Print For Health) 
Imbasan 3D buah pinggang (3D Print For Health) Pasukan ini didorong oleh pesakit mereka, dan keinginan untuk membuat perbezaan yang nyata untuk mereka. Kadang-kadang itu bermakna membantu pesakit lebih memahami penyakit atau patologi mereka; Kadang-kadang ia membantu pakar bedah membangunkan play-by-play yang rapat dengan ketat untuk prosedur yang akan datang.
"Kami meminta pakar bedah apa yang membuatkannya terapung di waktu malam, " kata Kelil. "Adakah mereka memerlukan bantuan menggambarkan anatomi pesakit, atau menyampaikan prosedur kepada pesakit? Kami tidak mahu mencetak model hanya kerana ia boleh dicetak-ia mesti mempunyai utiliti. "
Brigham dan Wanita bukanlah institusi perubatan pertama yang menggunakan percetakan 3D dengan cara ini. Syarikat bekalan perubatan menggunakan model 3D anatomi bercetak untuk merekabentuk prototaip peranti yang lebih baik, termasuk injap jantung dan prostetik; Institut Kesihatan Nasional mengekalkan pertukaran cetak di mana model boleh didapati secara percuma untuk muat turun. Apa yang membuatkan usaha Brigham dan Wanita Hospital berbeza adalah mereka merancang dan menjalankan kajian mengenai bagaimana model cetakan pra-prosedur membuat perbezaan dalam mengurangkan masa pembedahan dan komplikasi.
Pasukan ini memberi tumpuan kepada dua prosedur bersama-sama dengan doktor lain di Brigham dan Hospital Wanita-penggantian injap aortik yang paling invasif dan pembetulan tumor ginjal yang dibantu oleh robotik di mana setiap pertuduhan kedua selepas kapal-kapal itu diapit. Mempunyai model 3D pesakit aorta sebelum pembedahan membolehkan doktor memilih injap yang betul-betul sesuai; untuk buah pinggang, model ini memberi gambaran ahli bedah yang lebih baik dari lokasi tumor, meminimumkan kerosakan tisu daripada aliran darah yang berkurang ke organ semasa pembedahan.
"Dengan penggantian injap yang sedikit invasif, interventionalists tidak dapat membuka dada anda dan secara fizikal mengukur injap untuk memastikan ia sesuai, " kata Ripley. "Pada masa ini, satu-satunya cara untuk mengukurnya ialah dengan imej 2D, tetapi walaupun dengan imej terbaik ia tidak selalu mudah."
Bekerja rapat dengan James Weaver dan Ahmed Hosny, pakar dalam pencetakan 3D resolusi tinggi di Institut Wyss Harvard University untuk Kejuruteraan Biologi Diinspirasi, pasukan sedang menyiasat betapa tepatnya data digital diterjemahkan ke dalam model fizikal, dan juga cara penggunaan terbaik imbasan sedia ada untuk mengurangkan pendedahan pesakit kepada radiasi tambahan yang tidak perlu.
Doktor gigi telah melakukannya selama bertahun-tahun. Apabila anda kehilangan mahkota gigi, mereka membuat penggantian; apa-apa yang kurang sesuai dengan sempurna boleh merosakkan gigi sekitar dan tulang yang mendasarinya. Dengan percetakan 3D, pasukan itu melihat ubat-ubatan khusus yang berlepas di arus perdana.
"Kami benar-benar berminat untuk mencipta rawatan khusus pesakit, " kata Hosny. "Kami ingin mencipta penyelesaian yang paling sesuai untuk anda, dan idealnya bererti mengambil ukuran, menghantarnya ke pengilang peranti perubatan dan mendapatkan kembali sesuatu yang tepat untuk setiap pesakit."
Dan, kumpulan itu berfikir bahawa model 3D perubatan mempunyai aplikasi dalam penyakit umum, bukan hanya untuk prosedur jarang atau rumit.
Beth Ripley (kiri) dan Tatiana Kelil (kanan) menerangkan proses percetakan model anatomi 3D kepada peserta di National Maker Faire di Washington, DC (3D Print For Health) 
(Mencetak 3D Untuk Kesihatan) 
(Mencetak 3D Untuk Kesihatan) 
(Mencetak 3D Untuk Kesihatan) 
(Mencetak 3D Untuk Kesihatan) 
(Mencetak 3D Untuk Kesihatan) 
(Mencetak 3D Untuk Kesihatan) 
Kelil (kiri) dan Ripley (kedua dari kiri) disertai oleh rakan sepasukan James Weaver (kedua dari kanan) dan Ahmed Hosny (kanan kanan), dari Institut Wyss Harvard University untuk Kejuruteraan Biologi. (Mencetak 3D Untuk Kesihatan) Mereka telah mencipta pelbagai model yang menunjukkan kesan "Top 10 Killers" untuk menunjukkan bagaimana cetakan 3D berguna untuk menghampiri penyakit kardiovaskular, kanser, COPD, trauma, stroke, Alzheimer, diabetes, radang paru-paru dan selesema, penyakit buah pinggang dan bunuh diri . Pada Pembuat Kebangsaan Nasional Faire di Washington, DC, para peserta menghadiri meja pameran, mengambil otak dan kaki dan hati, sementara Ripley, Kelil, Hosny dan Weaver bergilir menerangkan proses menghasilkan model dan potensi mereka untuk penjagaan kesihatan.
Pasukan berharap usaha mereka akan membawa kepada rawatan khusus pesakit. Sebagai kes, mereka merujuk kepada Steven Keating, seorang penyelidik di MIT, yang pada tahun 2014 didiagnosis dengan tumor otak yang besar. Keating aktif dalam bekerja dengan Weaver dan Hosny untuk menggambarkan tumor dalam 3D, sementara pakar bedahnya, Ennio Chiocca, meminta mereka mencetak replika bertekstur.
Model 3D sangat membantu dalam membantu Keating untuk lebih memahami ruang lingkup tumor dan menyediakan bantuan visual yang kuat untuk menyampaikan diagnosisnya kepada keluarganya, rakan-rakan dan rakan-rakan saintis. Pengalamannya juga membantu meningkatkan kesedaran dalam masyarakat umum tentang kuasa pendidikan percetakan 3D biomedikal.
Idealnya, kumpulan itu membayangkan pesakit dapat mengambil data imbasan kepada doktor dan mempunyai model yang dibuat dari organ atau tisu itu-untuk sebarang prosedur. Pada masa ini, kebanyakan pelan insurans tidak meliputi kos pengeluaran model tetapi Kelil berkata jika kita terus membuktikan utilitinya dalam diagnosis, rawatan, dan pengurangan kos, yang mungkin berubah dalam masa terdekat. Hati Ripley menghasilkan kos sekitar $ 200 dalam bahan dan buruh.
Sekurang-kurangnya, jika seorang pesakit berminat mendapatkan model bercetak 3D, mereka perlu meminta imej digital dengan segera, Ripley menasihati. Imej-imej itu mungkin berguna di jalan raya.
"Pesakit harus mempunyai akses kepada data mereka sendiri, " kata Kelil. "Ia adalah anatomi mereka sendiri."
Joseph Madsen, profesor saraf neurosurgeri di Sekolah Perubatan Harvard dan pengarah program pembedahan epilepsi di Boston Children's Hospital, juga baru-baru ini memanfaatkan model fizikal otak pesakit yang dia akan beroperasi. Dia mampu menjalani pembedahan kering, yang merupakan prosedur susulan rumit, mengenai model itu.
"Kami tidak lagi ada untuk kegunaan rutin dalam pembedahan, tetapi kami perlu terus bekerja setiap hari, " kata Madsen. Dia fikir ia akan mengambil sedikit masa untuk amalan itu matang.
Madsen mempunyai pemahaman khusus mengenai dunia pemodelan 3D: Sebagai pelajar sekolah tinggi, penasihat makmalnya yang pertama adalah pelajar siswazah sains komputer di Utah yang sedang bereksperimen dengan animasi komputer. Pada masa itu, pada awal 70-an, ini adalah penggunaan baru kuasa pengkomputeran yang mendalam, ketika komputer masih lambat. Hampir dua dekad kemudian, penasihat Madsen, Ed Catmull, mendirikan Pixar Animation Studios.
"Ed memiliki visi objek 3D yang boleh digunakan dalam hiburan, dan masih mengambil masa 20 tahun antara itu dan pengeluaran Toy Story, " kata Madsen. "Apa yang penting ialah visi bagaimana permohonan [percetakan 3D] akan dibuat. Inilah yang anda lakukan dengannya, bagaimana anda memanipulasinya. Saya sangat berpihak kepada lanjutan teknologi, tetapi ia memerlukan banyak penilaian dan utiliti yang sangat bijak daripada pakar bedah. "
