Pifors Yapay kalp

3D Baskı ile Üretilmiş Yapay Kalp

Medikal sektöründe katmanlı üretim teknolojisi kullanımı giderek daha fazla yer kazanıyor. Artık tıp alanında, alet imalatından, 3d baskı ile üretilmiş organlara kadar 3d baskı kullanımının çok çeşitli uygulamalara sahip olduğunu görüyoruz. Bugün ise 3d baskı ile üretilmiş kalbe odaklanacağız.

Dünya çapında 26 milyon insan kalp yetmezliğinden şikayet ediyor ve kalp ameliyatına ya da kalp nakline ihtiyaç duyuyor. Kalp hastalığı söz konusu olduğunda 3d baskı teknolojisinin hastalara nasıl yardımcı olabileceğini görelim.

3d baskı ile üretilmiş kalp ve 3D baskı ile üretilmiş organların devrimi

3D baskı sayesinde üretilebilen yapay organlar hastalara aktarılabilecek

Dünya çapında 26 milyon insan kalp problemleri yaşıyor ve bu sayıda hastaya kalp nakline yetecek donör yok. Son zamanlarda 3d baskı ile  kalp, böbrek ve  beyin üretimine şahit olduk. 3d baskı teknojisi organların üretilerek hastalara nakil edilebilmesi açından her geçen gün önem kazanıyor.

3d baskı, nakil ihtiyacı olan tüm hastalar için organlar üretmeye uygun bir teknoloji. Bununla birlikte, plastik ve metal malzemelerle yapılan 3d baskı üretiminin, hastalara nakil edilmesi hastalar açısından  uygun değil. Ancak, 3d bioprinting‘in ümit verici evrimi ile, 3d baskı teknolojisinin medikal uygulamalarda daha da ileri gidebilecektir. Önümüzdeki yıllarda, 3d baskı ile hastaların kendi hücrelerini kullanarak, kişiye özel insan dokusunun üretilebilmesi ve  kişiye özel organların oluşturması mümkün olacaktır. Yapay kalp açısından bakacak olursak tamamen 3d baskı ile üretilmiş bir kalbin elde edilmesi, hastanın orijinal kalp hücreleriyle oluşturulmuş kalp dokusu ile mümkün olacaktır. 3d yazıcılar insan organlarını üretebilecek ve bu organlar gerçek bir insan vücuduna nakil edilebilecektir.

3D baskılı kalp: Yeni bir gerçeklik

Yakında gerçek bir insan kalbinin yerini alabilecek  3D ile üretilmiş kalp.

3d yazıcılar ile gerçek kalplerin yerini alabilecek yapay kalpleri basmak ve kalp nakli için donör eksikliğinden kaynaklanan  sorunları çözmek mümkün olacaktır.

Son zamanlarda, bir grup araştırmacı katmanlı üretim teknolojisini kullanarak, kapaklı yapay bir kalp geliştirdi. İsviçre’deki ETH Zürih Üniversitesi’nden bazı bilim adamları 3d baskı ile üretilmiş bir kalp geliştirdi. Bu yapay kalp, yarım saat boyunca gerçek bir kalp gibi çalışabiliyor ancak çalışmasını sürdüremiyor ve bundan sonra bozuluyor. Nakledilebilir ve yumuşak bir malzeme kullanan bu yumuşak yapay kalp  bu alanda büyük bir başarı gösterdi ve uzun vadede bu 3d baskılı kalbin geliştirilerek gerçek bir kalbin yerini alması mümkün olacak.

Bu 3d baskılı silikon kalp, sol ve sağ karıncık özellikleri gösteriyor ve gerçek bir kalp gibi  atıyor. Kalp basınçlı hava sayesinde sişip sönerek atıyor ve mekanik pompalar sayesinde karıncıklardan kan pompalanmasını sağlıyor.

Karmaşık ameliyatlar hazırlamak için 3D baskılı kalp

3D baskılı organlar cerrahlar için büyük yardımcı. Cerrahlar hastalık hakkında daha iyi bir bakışa sahip olmak ve müdahalelerini hazırlamak için 3D modelleme ve 3D görselleştirme yazılımı kullanıyorlardı. Şimdi ise 3d baskı ile modeli üretmeleri, ameliyatlarını prova etmelerine, tekniklerini geliştirmelerine ve olası tüm komplikasyonları öngörmelerine yardımcı oluyor. Kalp modellerini 3d yazdırmak, potansiyel bir tümörün nerede olduğunu ve onu çıkarmak için en iyi tekniğin ne olacağını görmeye yardımcı oluyor. Dahası, kalp kopyasının 3d yazdırılması,  hastalığın daha iyi anlaşılması açısından yardımcı olmaktadır. Çünkü kalbin gerçek bir modelini, sorunun ne olduğunu ve nasıl çözüleceğini açıkça görselleştirmektedir.

Bu organ modelleri her türlü kalp ameliyatını prova etmek için bir çözüm olabilir. Örneğin yakın zamanda Çin’de, dokuz aylık bir bebek, kalbinin 3d baskılı kopyası üretildi. Bebek (Anamalous pulmonary venous dranage) kalp sol kulakçığı yerine kalp sağ kulakçığına açılmasıyla belirgin doğuştan anomali olarak adlandırılan, doğuştan kalp yetmezliği hastasıydı. Tüm akciğer vezikülleri  yer değiştirmişti ve aynı zamanda (atriyal septum defekti) Sağ ve sol kalp kulakçıklar arasındaki bölmede doğuştan delik oluşundan da muzdaripti. Bu tür bir arıza nadir ve onarımı oldukça zor olduğundan önce 3d baskı ile kalbinin bir kopyası çıkarılmıştır. Cerrahların bu karmaşık ameliyatı prova etmelerine, tam olarak nerede kesilmeleri gerektiğini ve kesiğinin ne kadar büyük olması gerektiğini bilmelerine yardımcı olmuştur.

Ameliyatlar için iyi bir pratik yöntemi

Cerrahiyi planlamak için bir kalple 3d baskı yapmak cerrahların zaman kazanmasına yardımcı olmakta, bu da karmaşık müdahaleler sırasında önemli bir rol oynamaktadır. Kalp yetmezliği olan dokuz aylık bebeğin durumunda, gerçek ameliyattan önce 3d baskılı kalp ile prova yapabildiklerinden, cerrahlar tam olarak ne yapmaları gerektiğini ve bunu nasıl yapmaları gerektiğini bilmektedirler. Hem cerrah hem de hastanın ömrü için zaman değerlidir ve 3d baskı bunu optimize etmeye yardımcı olur.

Dahası, ileride 3d üretim teknolojilerinin kalp nakli için hazır bir yapay kalp basması mümkün olduğunda, hasta bir bağış için beklemek zorunda kalmayacak, doktorlar, hastanın ihtiyacı olduğunda yeni bir kalp hazırlayıp basabilecekler.

3d baskılı yapay organlar artık bir gerçeklik ve şimdiden bazı ameliyatlarda cerrahlara yardımcı oluyor. 3d baskılı kalplerle yapılan son deneyler gerçekten umut verici. Yakında, gerçek kalp hücreleri ile bir 3d baskı ile üretilmiş insan kalbi kullanarak kalp nakli gerçekleştirmek kesinlikle mümkün olacak!

 

 

 

 

Parçaları 3D Baskı ile Üretilmiş Bugatti’nin Divo Supercar Modeli

Otomotiv endüstrisinde Katmanlı imalat teknolojisi kullanımı gitgide artmaktadır. Katmanlı imalat sağlayan 3d yazıcı teknolojisi, prototipleme sürecinden otomobil parçalarının üretimine kadar birçok aşamada kullanılmaktadır. Hala yollarda giden tamamen 3d baskı ile üretilmiş bir araba göremesekte, her geçen gün büyük bir hızla, otomotiv endüstrisinin katmanlı 3d baskı teknolojisi ile böyle bir projeyi tamamlayacaktır. Klasik araçlardan, özelleştirilmiş araçlara kadar,  3d baskı kullanılarak birçok yeni proje üretilebilir. Fransız otomotiv üreticisi olan Bugatti, yeni otomobiline, Divo Supercar’a 3d baskılı araba parçaları eklemiştir. Bu blog yazısında lüks otomobil üreticisi tarafından geliştirilen bu yeni projeyle ilgili her şeyi size anlatacağız!

Otomotiv sektörü için 3d baskı

Katmanlı imalatın otomotiv endüstrisine gerçekten faydası olabilir. Neden mi? Çünkü 3d katmanlı imalat, prototip oluşturmak, araba tasarımı üzerinde çalışmak veya fonksiyonel araba parçaları üretmek için mükemmel bir yoldur. 3d baskı teknolojisi, otomotiv endüstrisi için gerçekten çok yardımcı oluyor. Doğrusunu söylemek gerekirse, ürün geliştirmeye yardımcı oluyor, ancak aynı zamanda bu sektörde farklı seviyelerde tasarruf yapmak için en iyi çözüm oluşturuyor. Artık 3d katmanlı imalat ile araba parçalarının basılmasının ve prototiplerin oluşturulmasının mümkün ve daha ekonomik olduğunu biliyorsunuz. Aynı zamanda 3d baskı üretim sürecinin de kendisi değişik alternatiflerin, üretim modellerinin önceden düşünülmesinde ve tahayyül edilmesinde faydalı olabilir.

Örneğin, otomobil üreticisi Volkswagen Autoeuropa, bazı araçlarını üretmek için 3d baskı kullanıyor. Şirket, katmanlı imalat kullanımı sayesinde 2017 yılında 250.000 € tasarruf sağladığını tahmin ediyor. Bu teknoloji, araç üreticilerinin gereksiz takım elamanı yatırımlarını ve harcamalarını azaltmaya yardımcı olabilir.

3d baskı, otomobil üreticilerinin yepyeni projeler geliştirmeleri için de yeni bir yoldur. Örneğin, kısa bir süre önce, düşük basınç, darbe ve çeşitli güvenlik sorunları gibi bazı geleneksel lastik sorunlarından kaçınmaya olanak tanıyan yeni bir inovasyon olan Michelin tarafından yaratılan umut verici 3d baskılı lastik üzerine çalışmalar bunlardan bir diğeridir. Yeni 3d yazıcılar ve malzemeler sayesinde, ek imalat, otomobil ekipmanları açısından yeni ilginç olanaklar sunuyor.

Gördüğünüz gibi, bu ileri teknoloji, otomotiv sektöründeki çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. 3d modelleme yazılımı ve 3d baskı teknolojisi, herhangi bir tasarım üzerinde çalışmayı, hızlı prototip oluşturmayı ve nihai bir ürün oluşturmayı sağlar.

Divo’nun arka ızgarasını süsleyen 3d baskı elemanları (Resim: Bugatti Automobiles SAS)

Parçaları üretilmek için 3d baskı kullanılan Bugatti

3d baskı, özellikle otomobil parçalarının tasarımı söz konusu olduğunda daha fazla özgürlük anlamına gelir. Tasarımı değiştirmek, örneğin kitlesel kişiselleştirmeye kolayca izin vermek mükemmeldir. Parçaların yapısı üzerinde çalışmak ve bunları geliştirmek için en iyi yöntemdir. Örneğin, bu imalat yöntemini parçaların ağırlığını azaltmak veya malzeme kaybını azaltmak için kullanmak mümkündür, çünkü sadece proje için gerekli olan malzeme miktarını kullanabilirsiniz. Ayrıca, daha hafif ürünler ve daha az malzeme kullanılması da parçalarınızı üretmek için daha düşük bir bütçe anlamına gelir.

Bugatti, bu arabanın oluşturulması için ilave üretim teknolojisini kullandıysa, tam olarak parçalarının ağırlığını azaltmak istedikleri için. Bu araç için 3d baskılı fin arka lambaları, onları önceki Chinon modelinden daha hafif yapıyor. Otomobil parçalarının ve tüm otomobilin toplam ağırlığının azaltılması, performansını artırabilir.

Bugatti Başkanı Stephan Winkelmann, bu yeni Divo Supercar’ın gerçekten hızlanma ve çeviklik açısından daha yüksek bir performansa sahip olduğunu belirtiyor. Bir önceki modele göre daha aerodinamik ve gerçekten daha hızlı. Bu parçaların otomobilin ve tüm markanın küresel estetiğini gerçekten eşleştirdiğini de söyleyebiliriz.

Katmanlı imalat aynı zamanda küçük üretim çalışmaları için harika bir üretim yöntemidir. Bugatti bu parçaya sadece 40 arabada ihtiyaç duyuyordu dolayısıyla bu kadar az adetli bir parçanın üretilmesinin en ekonomik yolu 3d baskı teknolojisinin kullanımıdır.

3D baskı arka ızgara elemanları ile Bugatti Divo, (Resim: Bugatti Automobiles SAS)

Bugatti’de 3d baskının önceki kullanımı

Bugatti’nin ilk defa otomobillerinden birinin üretim sürecinde 3d baskı yapması söz konusu değil. Gerçekten de, üretici, önceki modelinde Bugatti Chiron için 3d baskılı fren kaliperi (çap ölçer, kumpas) geliştirdi.

3d baskının ilk kullanımları oldukça ümit verici olduğundan, giderek daha fazla otomobil üreticisinin bu teknolojiyi kullanmaya istekli olduklarını ve aynı zamanda daha büyük parçaların basılması için kullanmaya da başlayacağını düşünüyoruz. Katmanlı üretim, bu sektörde özellikle etkili olup, otomobil yapılarının daha da iyileştirilmesini sağlayacak ve yardımcı olacaktır.

Otomobil üreticileri, 3d baskıdan en iyi şekilde yararlanmaya, klasik otomobiller inşa etmeye veya bu Divo Supercar gibi daha olağanüstü projelere imza atmaya başlıyor. 3d yazıcılar artık kalitatif parçalar yaratmaya ve projeyi daha kolay bir şekilde inşa etmeye ve enjeksiyon kalıplama gibi teknolojilerden daha düşük bir bütçeye sahip olmaya olanak sağlıyor.

 

Kaynaklar: Bugatti, Sculpteo