مع التقدم السريع في تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، شهد قطاع الرعاية الصحية تحولات كبيرة، خاصة في تصنيع الغرسات الطبية وجراحة العظام. وتتيح هذه التقنية إنتاج غرسات مخصصة تتناسب مع البنية التشريحية لكل مريض، مما يحسن الراحة ويُسرّع التعافي، رغم التحديات المتعلقة بمتانة المواد وخصائصها الميكانيكية.

في هذا السياق، طوّر باحثون من مختبر مواد «سونغشان ليك» في الصين أول ركبة اصطناعية مصنوعة بالكامل بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر.

وحصلت هذه الغرسة على موافقة إدارة المنتجات الطبية الوطنية في الصين كجهاز طبي مبتكر. كما ركز الفريق على تحسين قوة سبائك «الكوبالت-الكروم-الموليبدينوم» المستخدمة في زراعة المفاصل، إذ أظهرت الاختبارات الأولية تفاوتًا في القوة الميكانيكية بين الاتجاهات المختلفة للمادة.

ولمعالجة هذه المشكلة، استخدم الباحثون عملية معالجة حرارية من خطوتين: تسخين المادة إلى 1150 درجة مئوية ثم تبريدها سريعًا بالماء، ما أدى إلى إعادة تبلور الحبيبات المعدنية. ثم أعيد تسخين المادة إلى 450 درجة مئوية لتعزيز التوازن الميكانيكي. أظهرت الاختبارات تحسناً في قوة الغرسة ومرونتها، مما زاد من مقاومتها للتآكل والإجهاد الميكانيكي، وفقًا لدراسة نُشرت في مارس 2025 بدورية Materials Futures.

وقد أكد الدكتور تشانغوي سونغ ل"الشرق الأوسط"، وهو الباحث الرئيسي، أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح تصنيع غرسات مخصصة وفق القياسات التشريحية لكل مريض، مما يحسن التوافق مع العظام ويقلل المضاعفات. كما أن تقنية الانصهار بالليزر توفر دقة في تكوين الهياكل المعقدة، مع تقليل الفاقد من المواد مقارنة بالتصنيع التقليدي. كما أضاف أن الغرسات الجديدة تتمتع بمتانة أعلى، مما يقلل الحاجة إلى عمليات استبدال متكررة، كما يساعد التصميم المحسّن على تقليل الالتهابات وتسريع التعافي بعد الجراحة.

وقد حققت الطباعة ثلاثية الأبعاد تطورات كبيرة في جراحة العظام، حيث طور باحثون من جامعة تكساس في 2024 تقنية منخفضة التكلفة لإنشاء نماذج عظام بشرية تساعد الأطباء في التخطيط الجراحي. كما طور فريق من جامعة واترلو الكندية مادة جديدة تحاكي أنسجة العظام، ما يفتح المجال لإنتاج رقع عظمية مخصصة.

وفي 2021، ابتكر باحثون من جامعة نيو ساوث ويلز بأستراليا حبرًا حيويًا يمكنه طباعة العظام مباشرة داخل جسم المريض، ما يمثل قفزة نوعية في إصلاح العظام المتضررة بسبب الإصابات أو السرطان.

إن الطباعة ثلاثية الأبعاد تمثل ثورة حقيقية في مجال الطب، وخاصة في جراحة العظام وتصنيع الغرسات الطبية. من خلال تطوير تقنيات مبتكرة مثل الطباعة بالليزر وتصنيع غرسات مخصصة للمرضى، أصبحت عمليات زراعة المفاصل والعظام أكثر دقة وفعالية، مما يساهم في تحسين الراحة والتعافي السريع. على الرغم من التحديات المتعلقة بمتانة المواد وخصائصها الميكانيكية، فإن الابتكارات المستمرة في هذا المجال تبشر بمستقبل مشرق، حيث قد يسهم دمج الطباعة ثلاثية الأبعاد مع المواد الحيوية في تطوير غرسات تتكامل بشكل طبيعي مع أنسجة الجسم. مع هذه التطورات، يصبح من الممكن تحسين جودة الحياة للمرضى وتقليل الحاجة إلى عمليات جراحية متكررة، مما يعزز من قدرة الطب على معالجة المشاكل الصحية بشكل أكثر دقة وفعالية.