Beth Ripley berlari menyusuri lorong menuju ahli jantung dengan hati yang segar di tangannya.
Menunjukkan itu kepadanya, dia mengambilnya dan mulai membaliknya, memeriksa dan menyelidikinya. Ahli jantung segera menyadari bahwa perencanaan berbulan-bulan harus disingkirkan. Kembali ke papan gambar.
Jantung yang dimaksud adalah model 3D ukuran penuh dari ticker aktual pasien, membuat mesin pres di Brigham and Women's Hospital di Boston, Massachusetts. Ripley, seorang ahli radiologi, bersama dengan ahli radiologi yang hadir Mike Steigner, telah menciptakan model untuk tim kardiologi setelah model digital terbukti tidak efektif untuk memvisualisasikan pendekatan bedah. Setelah ahli jantung melakukan mockup berdasarkan data dari CT scan, masalahnya jelas seperti siang hari.
Hanya dengan melihat modelnya, ia menyadari bahwa pendekatan pada prosedur tersebut mungkin harus berubah dari kateterisasi minimal invasif menjadi operasi jantung terbuka penuh. Akibatnya, timnya berhasil menghindari kemungkinan komplikasi yang tidak dapat diperkirakan tanpa model fisik.
Ripley dan Tatiana Kelil, ahli radiologi Brigham and Women lainnya, adalah bagian dari upaya baru yang disebut 3D Print For Health, dimulai hanya lima bulan lalu. Ini adalah kerja cinta, dilakukan di waktu luang mereka dalam upaya untuk merangsang diskusi dalam komunitas pencetakan 3D biomedis. Mereka juga bekerja dengan beberapa ahli bedah dan ahli radiologi di Brigham and Women's Hospital, mempelajari bagaimana detail model 3D anatomi nyata pasien dapat membantu mengurangi komplikasi dari operasi dan perawatan, dan juga meningkatkan kemampuan pasien untuk menjadi pendukung terbaik mereka sendiri.
"Kami ingin membangun tempat bagi pasien dan peneliti untuk berbagi ide tentang bagaimana cara terbaik kami menggunakan pencetakan 3D dalam kedokteran, " kata Ripley. "Di tangan orang yang tepat, itu bisa menjadi alat yang sangat kuat."
Pemindaian jantung 3D (Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
Pemindaian 3D stroke di otak (Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
Pemindaian ginjal 3D (Cetak 3D Untuk Kesehatan) Tim dimotivasi oleh pasien mereka, dan keinginan untuk membuat perbedaan nyata bagi mereka. Kadang-kadang itu berarti membantu pasien lebih memahami penyakit atau patologi mereka; kadang-kadang itu membantu ahli bedah mengembangkan permainan sandiwara yang dikoreografi ketat untuk prosedur yang akan datang.
"Kami bertanya kepada ahli bedah apa yang membuat mereka terjaga di malam hari, " kata Kelil. “Apakah mereka memerlukan bantuan memvisualisasikan anatomi pasien, atau mengkomunikasikan prosedur kepada pasien? Kami tidak ingin mencetak model hanya karena dapat dicetak — ia harus memiliki utilitas. ”
Brigham and Women's bukan institusi medis pertama yang menggunakan pencetakan 3D dengan cara ini. Perusahaan pemasok medis menggunakan model anatomi cetak 3D untuk merancang prototipe perangkat yang lebih baik, termasuk katup jantung dan prostetik; National Institutes of Health menyelenggarakan pertukaran cetak di mana model tersedia secara bebas untuk diunduh. Apa yang membuat upaya Brigham dan Rumah Sakit Wanita berbeda adalah bahwa mereka merancang dan menjalankan studi tentang bagaimana model cetakan pra-prosedur membuat perbedaan dalam mengurangi waktu operasi dan komplikasi.
Tim ini memfokuskan pada dua prosedur bersamaan dengan dokter lain di Brigham and Women's Hospital — penggantian katup aorta invasif minimal dan reseksi tumor ginjal yang dibantu robot di mana setiap detik dihitung setelah pembuluh dijepit. Memiliki model 3D dari aorta pasien sebelum operasi memungkinkan dokter untuk memilih katup yang pas; untuk ginjal, model ini memberikan visualisasi lokasi tumor yang lebih baik kepada ahli bedah, meminimalkan kerusakan jaringan akibat berkurangnya aliran darah ke organ selama operasi.
"Dengan penggantian katup minimal invasif, intervensionalis tidak bisa membuka dada Anda dan secara fisik mengukur katup untuk memastikannya pas, " kata Ripley. "Saat ini, satu-satunya cara untuk mengukur itu adalah dengan gambar 2D, tetapi bahkan dengan gambar terbaik itu tidak selalu mudah."
Bekerja sama dengan James Weaver dan Ahmed Hosny, para ahli dalam pencetakan 3D resolusi tinggi di Institut Wyss untuk Teknik Terinspirasi Biologis, Universitas Harvard, tim sedang menyelidiki seberapa akurat data digital diterjemahkan ke dalam model fisik, serta bagaimana memanfaatkan penggunaan terbaik dari scan yang ada untuk mengurangi paparan pasien terhadap radiasi tambahan yang tidak perlu.
Dokter gigi telah melakukannya selama bertahun-tahun. Ketika Anda kehilangan mahkota gigi, mereka membuat pengganti; apapun yang kurang pas bisa merusak gigi di sekitarnya dan tulang di bawahnya. Dengan pencetakan 3D, tim melihat obat pribadi lepas landas di arus utama.
"Kami benar-benar tertarik untuk menciptakan perawatan khusus pasien, " kata Hosny. "Kami ingin menciptakan solusi yang paling tepat untuk Anda, dan idealnya itu berarti melakukan pengukuran, mengirimkannya ke produsen perangkat medis dan mendapatkan kembali sesuatu yang sangat cocok untuk setiap pasien."
Dan, kelompok tersebut berpendapat bahwa model 3D medis memiliki aplikasi dalam penyakit yang umum, bukan hanya untuk prosedur yang jarang atau rumit.
Beth Ripley (kiri) dan Tatiana Kelil (kanan) menjelaskan proses pencetakan model anatomi 3D kepada peserta di National Maker Faire akhir pekan lalu di Washington, DC (Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
(Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
(Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
(Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
(Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
(Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
(Cetak 3D Untuk Kesehatan) 
Kelil (paling kiri) dan Ripley (kedua dari kiri) bergabung dengan rekan setimnya James Weaver (kedua dari kanan) dan Ahmed Hosny (paling kanan), dari Institut Wyss di Universitas Harvard untuk Teknik Biologis yang Terinspirasi. (Cetak 3D Untuk Kesehatan) Mereka telah menciptakan berbagai model yang menunjukkan efek "Top 10 Killers" untuk menunjukkan bagaimana pencetakan 3D akan berguna untuk mendekati penyakit kardiovaskular, kanker, PPOK, trauma, stroke, Alzheimer, diabetes, pneumonia dan flu, penyakit ginjal, dan bunuh diri. . Di National Maker Faire baru-baru ini di Washington, DC, para peserta berkerumun di sekitar meja pajangan, mengambil otak dan kaki dan hati, sementara Ripley, Kelil, Hosny dan Weaver bergiliran menjelaskan proses memproduksi model dan manfaat potensial mereka untuk perawatan kesehatan.
Tim berharap upaya mereka akan mengarah pada perawatan khusus pasien. Sebagai contoh, mereka merujuk kepada Steven Keating, seorang peneliti di MIT, yang pada tahun 2014 didiagnosis dengan tumor otak yang besar. Keating aktif bekerja dengan Weaver dan Hosny untuk memvisualisasikan tumor dalam 3D, sementara ahli bedahnya, Ennio Chiocca, meminta mereka untuk mencetak replika yang bertekstur khusus.
Model 3D sangat membantu dalam membantu Keating untuk lebih memahami ruang lingkup tumor dan menyediakan alat bantu visual yang kuat untuk mengkomunikasikan diagnosisnya kepada keluarga, teman dan sesama ilmuwan. Pengalamannya juga telah membantu meningkatkan kesadaran di masyarakat umum tentang kekuatan pendidikan pencetakan 3D biomedis.
Idealnya, kelompok itu membayangkan seorang pasien dapat membawa data pemindaian ke dokter dan memiliki model yang terbuat dari organ atau jaringan itu — untuk prosedur apa pun. Saat ini, sebagian besar rencana asuransi tidak mencakup biaya pembuatan model, tetapi Kelil mengatakan jika kami terus membuktikan utilitasnya dalam diagnosis, perawatan, dan pengurangan biaya, yang mungkin berubah dalam waktu dekat. Jantung Ripley menghasilkan biaya sekitar $ 200 dalam bahan dan tenaga kerja.
Minimal, jika seorang pasien tertarik untuk mendapatkan model cetak 3D, mereka harus segera meminta gambar digital, saran Ripley. Gambar-gambar itu mungkin berguna di ujung jalan.
"Pasien harus memiliki akses ke data mereka sendiri, " kata Kelil. "Ini anatomi mereka sendiri."
Joseph Madsen, associate professor bedah saraf di Harvard Medical School dan direktur program bedah epilepsi di Rumah Sakit Anak Boston, juga baru-baru ini mengambil keuntungan dari model fisik otak pasien yang akan dioperasi. Dia dapat melakukan operasi kering, yang merupakan prosedur tindak lanjut yang rumit, pada model.
"Kami belum cukup di sana untuk penggunaan rutin dalam operasi, tetapi kami harus terus bekerja setiap hari, " kata Madsen. Dia pikir itu akan membutuhkan waktu untuk latihan untuk menjadi dewasa.
Madsen memiliki pemahaman khusus tentang dunia pemodelan 3D: Sebagai siswa sekolah menengah, penasihat lab pertamanya adalah seorang mahasiswa pascasarjana ilmu komputer di Utah yang sedang bereksperimen dengan animasi komputer. Pada saat itu, di awal 70-an, ini adalah penggunaan kekuatan komputasi baru yang mendalam, di saat komputer masih sangat lambat. Hampir dua dekade kemudian, penasihat Madsen, Ed Catmull, ikut mendirikan Pixar Animation Studios.
"Ed memiliki visi objek 3D yang dapat digunakan dalam hiburan, dan masih butuh 20 tahun antara itu dan produksi Toy Story, " kata Madsen. “Yang penting adalah visi untuk bagaimana aplikasi [pencetakan 3D] akan dibuat. Itu yang Anda lakukan dengannya, bagaimana Anda memanipulasinya. Saya sangat mendukung perluasan teknologi, tetapi akan membutuhkan banyak evaluasi dan utilitas yang sangat bijaksana dari ahli bedah. "
