Ossicles pendengaran telinga tengah - malleus, incus dan stapes - adalah tulang terkecil di tubuh manusia. Ketiganya bisa muat dalam sepeser pun, dengan ruang luang. Tugas mereka adalah mentransmisikan suara dari gendang telinga ke cairan telinga bagian dalam. Penyakit, kecelakaan, dan tumor dapat merusak tulang-tulang ini, menyebabkan apa yang dikenal sebagai “gangguan pendengaran konduktif.” Obatnya adalah pembedahan halus, di mana tulang-tulang tersebut diganti dengan prostesis kecil. Tetapi operasi memiliki tingkat kegagalan yang relatif tinggi, sekitar 25 hingga 50 persen.
Sekarang, para peneliti di University of Maryland Medical Center menggunakan printer 3D untuk membuat tulang telinga yang pas. Mereka berharap prostesis ini akan meningkatkan teknologi saat ini dan meningkatkan tingkat keberhasilan operasi.
Tim, yang terdiri dari seorang ahli radiologi dan dua dokter telinga, hidung dan tenggorokan, mengambil ossicles dari tiga mayat manusia dan mengangkat tulang tengah, atau incuse. Mereka kemudian menggunakan pemindai CT untuk mengambil gambar celah yang ditinggalkan oleh incus, dan merancang prostesis kecil agar sesuai dengan celah itu. Prostesis bervariasi hanya dengan fraksi milimeter, dengan sudut yang sedikit berbeda.
Para peneliti kemudian memberikan empat ahli bedah yang berbeda tiga prostesis dan meminta mereka menebak mana yang masuk di telinga mana. Setiap ahli bedah secara independen mencocokkan prostesis dengan telinga yang benar.
"Mereka mengatakan itu tidak sulit untuk dipecahkan, " kata Jeffrey Hirsch, seorang profesor radiologi yang memimpin penelitian. "Itu hampir seperti semacam Goldilocks - prostesis ini terlalu ketat di telinga ini dan terlalu longgar di telinga ini, tetapi di telinga ini tepat."
Penelitian ini dipublikasikan baru-baru ini di jurnal 3D Printing in Medicine .
Langkah selanjutnya adalah menguji fungsi prostesis menggunakan mayat atau model hewan. Mereka dapat menjalankan getaran melalui prosthesis untuk melihat bagaimana ia mentransmisikan suara.
Rendering prostesis sudah terpasang (Pusat Medis Universitas Maryland) Akan ada beberapa tantangan signifikan untuk diatasi sebelum prostesis siap untuk digunakan manusia. Gambar CT yang digunakan untuk membuat prostesis dibuat dengan tengkorak mayat yang telah dipotong untuk memasukkan hanya sebagian dari tulang di sekitarnya. Pada manusia hidup dengan tengkorak yang utuh, gambar-gambar ini mungkin lebih sulit untuk dicapai.
Lalu ada pertanyaan tentang materi. Prototipe yang digunakan dalam penelitian ini dibuat dari polimer yang tidak disetujui FDA untuk implantasi permanen pada manusia. Jadi tim pada akhirnya perlu menemukan bahan biokompatibel. Mereka juga bereksperimen dengan apakah prostesis dapat dirancang dengan tekstur seperti wafel untuk membuatnya menjadi perancah untuk sel batang. Kemudian, secara teori, prostesis bisa dibuat dari tulang asli, yang akan mengurangi risiko penolakan.
Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah peneliti telah menggunakan pencetakan 3D untuk membuat telinga luar atau bagian telinga. Para peneliti di Inggris dan California menggunakan sel punca untuk menumbuhkan telinga pada perancah cetak 3D untuk merawat anak-anak dengan mikrotia, kelainan bawaan dari telinga luar. Para peneliti di Wake Forest University telah membuat bagian telinga luar dengan printer 3D menggunakan sel hidup dan polimer yang dapat terbiodegradasi.
"Berbagai kelompok penyelidik menargetkan pencetakan bagian telinga karena kebutuhan teknologi yang ditingkatkan untuk pasien dengan gangguan pendengaran, " kata Anthony Atala, direktur Institut Hutan Wake untuk Pengobatan Regeneratif.
Atala mengatakan penelitian Universitas Maryland "sangat menjanjikan, karena struktur ini memainkan peran integral dalam fungsi pendengaran di dalam telinga."
Peran pencetakan 3D dalam kedokteran regeneratif tentu saja tidak terbatas pada telinga saja. Para peneliti, termasuk Atala dan timnya, telah berupaya mengembangkan teknologi pencetakan 3D untuk semua jenis bagian tubuh, dari kulit hingga tulang hingga ginjal. Pada 2012, para peneliti menanamkan batang tenggorokan sementara 3D pada bayi yang dilahirkan dengan cacat bawaan yang menyebabkan tabung bronkialnya kolaps.
"Saya benar-benar berpikir bahwa pencetakan 3D akan menjadi standar perawatan setiap kali ada kebutuhan untuk prosthesis, apakah itu sendi atau telinga tengah, " kata Hirsch. "Standar perawatan tidak akan menjadi komponen yang tersedia, tetapi komponen yang dirancang khusus untuk pasien tertentu."
