الطباعة ثلاثية الأبعاد في التعليم الطبي: طلاب ينتجون أدوات مختبرية من البلاستيك المُعاد تدويره

لا يكون الوصول إلى أدوات المختبر في كليات الطب سهلًا دائمًا—خاصةً بالنسبة للمؤسسات التعليمية ذات الميزانيات المحدودة في الدول النامية، التي قد تواجه صعوبة في توفير معدات التجارب الأساسية. في هذا المشروع الذي يشكّل مثالًا رائعًا على استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في التعليم الطبي، قدّمت مجموعة من طلاب الطب حلًّا غير مألوف ومستدامًا للمشكلة: جمع النفايات البلاستيكية وتحويلها إلى أدوات مختبرية باستخدام طابعات FDM ثلاثية الأبعاد.

في إطار المشروع، يقوم الطلاب بمعالجة زجاجات PET والتغليف البلاستيكي التي يجمعونها من نقاط إعادة التدوير داخل الحرم الجامعي ومحيطه، وتحويلها إلى فتيل (فيلامنت)، ثم استخدام هذا الفيلامنت لإنتاج حوامل أطباق بتري، وأرفف أنابيب الاختبار، وحاملات شرائح المجهر، وأدوات تشريح متنوعة. ومقارنةً بسلسلة التوريد التقليدية، يُذكر أن التكاليف تنخفض بنسبة تصل إلى 70%، وأن عملية الإنتاج بأكملها يمكن تنفيذها داخل المدرسة.

لماذا تتميّز الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية FDM في هذا المشروع؟

التقنية الأساسية وراء المشروع هي الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية FDM (بثق الفيلامنت). وهناك عدة أسباب لذلك: طابعات FDM أكثر سهولةً في الوصول مقارنةً بالتقنيات الأخرى؛ ويمكنها العمل بمواد مثل PET المُعاد تدويره وPLA؛ كما أن تكلفة القطعة الواحدة منخفضة للغاية. كما يشارك الطلاب تصاميم أدواتهم المختبرية كمصدر مفتوح، بحيث تستطيع مدارس أخرى إنتاج النماذج نفسها على طابعاتها الخاصة.

ما المواد المستخدمة؟

• PET المُعاد تدويره (rPET): يُستخرج من بلاستيك الزجاجات، وهو خيار مثالي لإنتاج أدوات مختبرية قابلة لإعادة الاستخدام بفضل مقاومته الكيميائية ومتانته.
• PLA وPLA+: قابل للتحلل الحيوي وسهل الطباعة؛ ويُفضّل خصوصًا للقوالب والحاملات ذات الاستخدام الواحد.
• PETG: يُستخدم عند الحاجة إلى قطع أكثر متانة؛ ورغم أنه غير قابل للتعقيم بالأوتوكلاف، إلا أنه مناسب للتطهير بالكحول.

لا يقتصر المشروع على إنتاج المعدات فحسب، بل يلفت الانتباه أيضًا إلى مشكلة النفايات البلاستيكية. إذ يمكن إعادة معالجة جزء كبير من النفايات البلاستيكية السنوية لكلية طب وتحويله إلى أدوات مختبرية، ما يقلّل بذلك من كمية النفايات أيضًا.

الطباعة ثلاثية الأبعاد في التعليم: ليست أدوات مختبرية فقط

بالنسبة لطلاب الطب، للنماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد استخدامات عديدة، من التشريح إلى التخطيط الجراحي. لكن ما يميّز هذا المشروع هو أن الطلاب في موقع المنتِج والمستهلك في آنٍ واحد: فهم يصمّمون أدواتهم وينتجونها بأنفسهم، ومن ثَمّ يتعلمون عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد. وتزداد المؤسسات التعليمية وعيًا أكثر فأكثر بشأن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في مشاريع STEM في التعليم.

تتّبع مختبرات الطباعة ثلاثية الأبعاد الصغيرة المُنشأة في كليات الطب سير عمل مشابهًا لورش العمل التي تقدّم حلول الطباعة ثلاثية الأبعاد في المجال الطبي: أولًا تحديد الحاجة، ثم تصميم النموذج أو تنزيله، ثم إنتاجه على طابعة FDM. والفرق هنا أن المادة الخام المستخدمة هي نفايات بلاستيكية وأن الطلاب يؤدون دورًا فعّالًا في كل مرحلة من مراحل العملية.

قابلية المشروع للتوسّع لافتة للنظر أيضًا. إذ يذكر الطلاب أن طابعة FDM مكتبية واحدة يمكنها إنتاج نحو 50 إلى 100 أداة مختبرية شهريًا. وتكفي قدرة إنتاجية كهذه وأكثر لتلبية الاحتياجات الأساسية لمختبر صغير. وإذا كنت بحاجة أنت أيضًا إلى خدمة طباعة ثلاثية الأبعاد لمشروع مشابه، فيمكنك استخدام أداة حساب السعر الفوري لتقييم خيارات إنتاج النماذج الأولية أو الإنتاج بكميات.

هذا النهج الذي يجمع بين استخدام المواد المستدامة والإنتاج منخفض التكلفة يكشف مرة أخرى عن إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد في التعليم الطبي. كما يسهم المشروع في إدارة النفايات البلاستيكية، ويساعد الطلاب في الوقت نفسه على تطوير مهاراتهم الهندسية والتصميمية. ومن المتوقع في الفترة المقبلة أن تنتشر مشاريع مماثلة إلى جامعات أخرى أيضًا.