Teknologi printer 3D merupakan salah satu inovasi yang dibawa oleh era industri. Teknologi ini telah ada dalam kehidupan kita selama bertahun-tahun. Teknologi ini berkembang pesat dan digunakan di banyak sektor seperti industri penerbangan dan pertahanan. Metode manufaktur yang ajaib ini telah sering dipilih untuk aplikasi medis dalam beberapa tahun terakhir. Dalam studi ini, teknologi printer 3D diperkenalkan, berbagai metode pencetakan 3D disebutkan dan penggunaan teknologi ini dalam aplikasi biomedis dirujuk. Penggunaan pencetakan 3D dalam pembedahan, industri farmasi, pemodelan penyakit, pengembangan implan dan prostetik yang disesuaikan, pencetakan organ, pengobatan hewan dan aplikasi rekayasa jaringan telah dijelaskan dan metode baru ini dibandingkan dengan metode tradisional yang digunakan dalam bidang biomedis. Selain itu, studi ini mencakup peluang masa depan yang diharapkan akan tersebar luas dan berkembang di masa depan
Kali pertama dikembangkan pada tahun 1980-an, pencetakan 3D mengacu pada banyak metode berbeda untuk membuat objek yang tampak asli dari file CAD. Prinsip pencetakan dapat dibayangkan sebagai penempatan sejumlah lapisan pesisir satu sama lain untuk membangun kubus tatakan gelas (yaitu, objek 3D)
Percetakan 3D dan manufaktur aditif terdiri dari proses pembuatan objek tiga dimensi dari berkas digital yang diberikan ke perangkat lunak pencetak. Geometri objek dirancang menggunakan perangkat lunak desain berbantuan komputer (CAD) menggunakan program standar industri komersial seperti SolidWorks atau AutoCAD. Di sisi lain, pembuatan model 3D biasanya dilakukan menggunakan program seperti Blender, FreeCAD, Meshmixer, dan SketchUp, yang tersedia dalam versi gratis. Objek yang dirancang disimpan dalam format berkas yang sesuai yang dapat dibaca oleh perangkat lunak pencetak 3D
Saat ini, ada berbagai macam bahan yang telah digunakan untuk proses pencetakan 3D. Misalnya, sendi pinggul logam cetak 3D jauh lebih ringan daripada yang diproduksi dengan metode konvensional. Dengan saluran tembus, implan dapat bertahan lebih lama di dalam tubuh daripada implan konvensional karena penggabungan implan cetak 3D dengan tulang inang. Jaringan keras dapat tumbuh dengan mudah ke dalam saluran tembus dan meningkatkan efek perbaikan. Selanjutnya, perancah berbasis polimer sintetis dengan sifat material yang mirip dengan tulang asli alami telah diteliti secara ekstensif. Salah satu keuntungan dari perancah sintetis ini adalah bahwa mereka tidak seperti implan logam berperilaku netral dalam peralatan sinar-X
Dalam hal perangkat medis, bahan yang digunakan dalam perangkat setidaknya sama pentingnya dengan desain perangkat itu sendiri. Percetakan 3D kompatibel dengan plastik dan logam yang biokompatibel dan dapat disterilkan yang menawarkan berbagai sifat mekanis, kimia, dan termal. Komponen yang dicetak 3D dapat kaku atau fleksibel, keras atau lunak, dan halus atau bertekstur. Apa pun tuntutan aplikasinya, bahan cetak 3D dapat memenuhinya.
Kecepatan produksi pencetakan 3D juga tak tertandingi jika dibandingkan dengan teknologi lain. Hal ini sangat penting dalam hal perawatan pasien. Jangka waktu produksi tradisional yang panjang sering kali membuat pasien harus menunggu untuk memulai program perawatan atau harus menjalani beberapa kunjungan dokter yang mengganggu dalam jangka waktu yang lama untuk memasang dan memasang kembali perangkat medis. Hal ini menyebabkan ketidaknyamanan dan ketidaknyamanan tambahan bagi pasien. Paling parah, penundaan ini dapat menyebabkan kondisi pasien menjadi lebih serius atau bahkan fatal.
Terakhir, printer 3D memungkinkan para profesional medis mengucapkan selamat tinggal pada gips dengan menggunakan pemindaian 3D dan sinar-X untuk membuat model 3D terperinci dengan cepat, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk menyimpan gips fisik yang tak terhitung jumlahnya untuk perawatan pasien yang sedang berlangsung. Hal ini tidak hanya menghemat tempat—gips dapat rusak seiring waktu atau karena penanganan yang salah. Gambar 3D menyediakan model yang akurat dan permanen yang dapat diakses di mana saja, sehingga menghemat waktu dan biaya para profesional medis.
Keunggulan Percetakan 3D Dibandingkan Manufaktur Tradisional, yaitu kelincahan Manufaktur dan berkurangnya biaya dan risiko.
Biaya perkakas dan waktu pengujian perkakas dalam proses manufaktur tradisional membuat reaksi terhadap perubahan pasar atau permintaan pelanggan menjadi sangat sulit. Mesin cetak 3D dapat menghasilkan berbagai macam produk—tingkat produksi atau prototipe menggunakan sejumlah besar bahan polimer, sehingga mempercepat desain baru atau yang sudah ada untuk diproduksi. Jika pasar berubah, produsen dapat dengan cepat memodifikasi desain dan memindahkan produk ke produksi tanpa waktu perkakas ulang. Fleksibilitas proses pencetakan 3D memungkinkan beberapa SKU diproduksi pada satu lini produksi pencetakan 3D. Perusahaan dapat menguji pasar dengan beberapa variasi produk, mengurangi keputusan risiko desain mana yang diproduksi dalam volume tinggi, dan memungkinkan peluncuran produk yang lebih cepat.
Pabrikan aditif menghilangkan biaya perkakas sehingga ekonomis untuk volume produksi rendah. Desain juga tidak perlu disesuaikan untuk produksi volume tinggi yang memungkinkan perusahaan meningkatkan skala secara bebas. Kemudahan dalam memproduksi berbagai macam produk mengurangi risiko untuk lokasi manufaktur. Satu pabrik dapat mendukung lebih banyak pelanggan dengan campuran produk atau komponen yang tinggi, strategi manufaktur volume rendah. Dengan mengirimkan yang lebih besar di setiap lokasi, jauh lebih mudah untuk menyeimbangkan kapasitas manufaktur di berbagai fasilitas. Mesin cetak 3D tambahan dapat ditambahkan untuk meningkatkan kapasitas dan hasil produksi.
Percetakan 3D telah merevolusi industri perawatan kesehatan, menawarkan implan khusus pasien, meningkatkan perencanaan bedah, memperbaiki prostetik, dan mendorong batasan pengobatan regeneratif melalui bioprinting. Kemajuan ini berpotensi meningkatkan hasil perawatan pasien secara signifikan, mengurangi biaya perawatan kesehatan, dan mengatasi tantangan medis yang kritis. Namun, kemajuan ini juga menghadirkan pertimbangan regulasi, etika, dan teknis yang sangat penting.
Seiring dengan kemajuan bioprinting dan semakin terintegrasinya praktik klinis, bioprinting menjanjikan untuk mengatasi krisis kekurangan organ, yang berpotensi menyelamatkan banyak nyawa. Namun, perjalanan dari jaringan bioprinter eksperimental ke organ fungsional untuk transplantasi penuh dengan tantangan dan ketidakpastian.
Dalam beberapa tahun mendatang, pencetakan 3D dalam bidang kedokteran akan terus berkembang, dengan penelitian yang sedang berlangsung, kemajuan teknologi, dan perkembangan regulasi yang membentuk lintasannya. Kuncinya adalah menyeimbangkan inovasi dan keamanan, memastikan bahwa teknologi transformatif ini bermanfaat bagi pasien dan industri perawatan kesehatan.(*)
Oleh Indra Kurnia