چاپ سه‌بعدی در آموزش پزشکی: دانشجویان از پلاستیک بازیافتی ابزار آزمایشگاهی می‌سازند

دسترسی به ابزارهای آزمایشگاهی در دانشکده‌های پزشکی همیشه آسان نیست—به‌ویژه برای مؤسسات آموزشی کم‌بودجه در کشورهای در حال توسعه که ممکن است در تأمین تجهیزات پایه آزمایش با دشواری روبه‌رو شوند. در این پروژه که نمونه‌ای زیبا از کاربرد چاپ سه‌بعدی در آموزش پزشکی است، گروهی از دانشجویان پزشکی راه‌حلی غیرمعمول و پایدار برای این مشکل ارائه دادند: جمع‌آوری پسماندهای پلاستیکی و تبدیل آن‌ها به ابزار آزمایشگاهی روی چاپگرهای سه‌بعدی FDM.

در چارچوب این پروژه، دانشجویان بطری‌های PET و بسته‌بندی‌های پلاستیکی جمع‌آوری‌شده از نقاط بازیافت داخل و اطراف پردیس را پردازش کرده و به فیلامنت تبدیل می‌کنند، سپس با این فیلامنت نگه‌دارنده ظرف پتری، رک لوله آزمایش، نگه‌دارنده لام میکروسکوپ و ابزارهای گوناگون تشریح تولید می‌کنند. گفته می‌شود در مقایسه با زنجیره تأمین سنتی، هزینه‌ها تا 70% کاهش می‌یابد و کل فرایند تولید را می‌توان به‌طور کامل در خود دانشکده انجام داد.

چرا چاپ سه‌بعدی FDM در این پروژه برجسته می‌شود؟

فناوری اصلی این پروژه چاپ سه‌بعدی با روش FDM (اکستروژن فیلامنت) است. چند دلیل برای این موضوع وجود دارد: چاپگرهای FDM نسبت به دیگر فناوری‌ها دسترس‌پذیرترند؛ می‌توانند با موادی مانند PET بازیافتی و PLA کار کنند؛ و هزینه هر قطعه بسیار پایین است. دانشجویان همچنین طراحی ابزارهای آزمایشگاهی خود را به‌صورت متن‌باز به اشتراک می‌گذارند تا مدارس دیگر هم بتوانند همان مدل‌ها را روی چاپگرهای خود تولید کنند.

چه موادی استفاده می‌شود؟

• PET بازیافتی (rPET): این ماده که از پلاستیک بطری به دست می‌آید، به‌لطف مقاومت شیمیایی و استحکامش گزینه‌ای ایده‌آل برای تولید ابزارهای آزمایشگاهی قابل استفاده مجدد است.
• PLA و PLA+: زیست‌تخریب‌پذیر و چاپ آسان؛ به‌ویژه برای قالب‌ها و نگه‌دارنده‌های یک‌بارمصرف ترجیح داده می‌شود.
• PETG: هنگامی که قطعات بادوام‌تر لازم باشد استفاده می‌شود؛ هرچند اتوکلاوپذیر نیست، اما برای ضدعفونی با مواد الکلی مناسب است.

این پروژه تنها به تولید تجهیزات محدود نمی‌شود، بلکه به مشکل پسماند پلاستیکی نیز توجه جلب می‌کند. بخش قابل‌توجهی از پسماند پلاستیکی سالانه یک دانشکده پزشکی را می‌توان دوباره پردازش کرد و به ابزار آزمایشگاهی تبدیل نمود و از این طریق مقدار پسماند هم کاهش می‌یابد.

چاپ سه‌بعدی در آموزش: فقط ابزار آزمایشگاهی نیست

برای دانشجویان پزشکی، مدل‌های چاپ‌شده سه‌بعدی کاربردهای فراوانی دارند، از آناتومی گرفته تا برنامه‌ریزی جراحی. اما تفاوت این پروژه در آن است که دانشجویان هم‌زمان در جایگاه تولیدکننده و مصرف‌کننده قرار دارند: خودشان ابزارشان را طراحی و تولید می‌کنند و از این رهگذر فرایند چاپ سه‌بعدی را نیز می‌آموزند. مؤسسات آموزشی روزبه‌روز بیشتر نسبت به کاربرد چاپ سه‌بعدی در پروژه‌های STEM در آموزش آگاه می‌شوند.

آزمایشگاه‌های کوچک چاپ سه‌بعدی که در دانشکده‌های پزشکی راه‌اندازی می‌شوند، گردش‌کاری مشابه کارگاه‌هایی را دنبال می‌کنند که راهکارهای چاپ سه‌بعدی در حوزه پزشکی ارائه می‌دهند: ابتدا تعیین نیاز، سپس طراحی یا دانلود مدل و در نهایت تولید آن روی چاپگر FDM. تفاوت در اینجا این است که ماده اولیه به‌کاررفته پسماند پلاستیکی است و دانشجویان در تمام مراحل فرایند نقشی فعال دارند.

مقیاس‌پذیری این پروژه نیز بسیار چشمگیر است. دانشجویان می‌گویند یک چاپگر رومیزی FDM می‌تواند ماهانه حدود 50 تا 100 ابزار آزمایشگاهی تولید کند. چنین ظرفیت تولیدی بیش از حد کافی است تا نیازهای اساسی یک آزمایشگاه کوچک را برآورده کند. اگر شما هم برای پروژه‌ای مشابه به خدمات چاپ سه‌بعدی نیاز دارید، می‌توانید با ابزار محاسبه فوری قیمت گزینه‌های تولید نمونه اولیه یا تولید انبوه را بررسی کنید.

این رویکرد که استفاده از مواد پایدار را با تولید کم‌هزینه ترکیب می‌کند، یک‌بار دیگر پتانسیل چاپ سه‌بعدی در آموزش پزشکی را آشکار می‌سازد. این پروژه در عین حال به مدیریت پسماند پلاستیکی کمک می‌کند و به دانشجویان یاری می‌رساند تا مهارت‌های مهندسی و طراحی خود را توسعه دهند. در دوره پیش رو انتظار می‌رود پروژه‌های مشابه به دانشگاه‌های دیگر نیز گسترش یابد.