Devrim niteliğinde bir projede, Floransa Üniversitesi’nden bir doktor ve araştırmacı ekibi Mimaki’nin 3DUJ-553 yazıcısı, son derece yüksek ve daha önce ulaşılamaz bir renk doğruluğu derecesine sahip üç boyutlu anatomik modeller oluşturmak için kullanılıyor.
Cesetlerin bozulabilir doğası ve yasal komplikasyonlar gibi bir dizi kritik konu, bilgi edinmeye ve insan vücudunun yapılarının ikonografik bir temsilini üretmeye olanak tanıyan ana anatomik araştırma yöntemi diseksiyon (anatomide işlem yapılan noktanın çevre dokulardan ayrılması) uygulamasını daha az pratik hale getirdi.
Floransa Üniversitesi deneysel Tıp Anabilim Dalı Anatomi Bölümünde Doç. Dr. Ferdinando Paternostro ve Dr. Giacomo Gelati. “Sadece anatomik diseksiyon (hâlâ insan vücudunun morfolojisi hakkında bilgi edinmek için mevcut en iyi araç) uygulama seanslarına katılmak imkânsız olduğundan değil, kullanılan ikonografi (gerçi, anatomik yapıların şematik bir temsiline dayanmasına rağmen, gerçekçi anatomik ayrıntılar ve büyük sanatsal değere sahip suluboyalar gösteren fotoğraflara dayalı), düz ve statik kaldı ve bu nedenle çok kullanılabilir değil. Anatomi okuyan veya tıp uygulayan insanlar için, anatomik bir örneğin gerçek ışığını ve renklerini görme ve kıvamını ve çevresindeki yapılarla ilişkisini test etme fırsatı gerçekten bir fark yaratabilir.”
Genç doktorun bir dizi deney yapmasına neden olan bir çözüm bulma arzusu, anatomik sistemlerin sadık bir grafik reprodüksiyonunu üreten benzersiz bir görüntü uygulaması ve entegrasyon algoritmasıyla sonuçlandı. Bunu şöyle açıklıyor Gelati: “Net bir hedefim vardı ve önemli sonuçlar veren birkaç aracı birleştirerek başardım. Bir tarama ile başladım ve sonra rengi tanıtmak için fotoğrafı ekledim. Son olarak, rezonans kullanarak entegre ettiğim iç yapılar hakkında ayrıntılı bilgiye ihtiyacımız vardı. Böylece, hem yüzeyde hem de içeride her açıdan görülebilen ve her şeyden önce ışık, renk, morfoloji ve anatomik topografik ilişkiler açısından sadık olan keşfedilebilir üç boyutlu bir temsil üretebildim.”
Halihazırda Giacomo Gelati tarafından patentli olan bu algoritma, hem akademik çalışma hem de popüler bilim alanlarında büyük ilgi uyandırdı. “Öğrenciler coşkuyla karşıladılar çünkü sonunda gerçekçi görüntülere erişme ve sonuç olarak konuyu hemen anlama ve daha kolay ezberleme şansına sahip oldular. Uluslararası tıbbi konferanslarda sunulan görüntülerimiz, projeye devam etmemizi teşvik eden meslektaşlarımız tarafından eşit derecede coşkuyla karşılandı” diye açıklıyor bunu Ferdinando Paternostro ve ekliyor: “Hem benim hem de Giacomo için hoş bir keşifti: Estetik açıdan güzel, aynı zamanda didaktik olarak güzel ve bu nedenle yararlı.”
3D baskının rolü
Dr. Gelati bu süreci şöyle anlatıyor: “Güzel ve etkili grafik görüntülerimiz vardı, bu yüzden onları üç boyutlu, yönetilebilir ve bozulmaz nesnelere dönüştürme fırsatını düşünmeye başladık. Bizim için çok önemli bir unsur olan renk doğruluğuna odaklanarak 3D baskıyı düşündük.” Böylelikle iki doktor ve araştırmacı Bompan ve Mimaki’nin gerçekçi renklerle katmanlı baskı teknolojisine yönelmiş. “Bu bir meydan okuma içinde bir meydan okuma oldu. Grafik kalitesi ve baskı kalitesi el ele gider: İyi bir kaynak dosya olmadan asla iyi bir 3D basılı nesne olmayacak ve tersine, iyi bir 3D yazıcı olmadan, bir kaynak dosya baskı sürecinde kalitesini kaybedecektir. Bu yüzden mükemmel bir 3D renkli baskı şirketi ile ekip kurmaya karar verdik” diyor Gelato.
Bu nedenle, Floransa Üniversitesi ve Bompan ekibi, Mimaki 3D UV LED 3DUJ- 553 yazıcısını kullanarak ilk organ olan kalbi 3D olarak basmak için birlikte çalışmış. Bu 3D yazıcı, fotoğraf kalitesinde CMYK 4 renkli, beyaz ve şeffaf olarak 10 milyondan fazla rengin yeniden üretilmesini sağlayan renk profilleri ve UV LED kürleme yöntemi ile ayırt ediliyor. Bu pilot projenin sonucu çok olumlu ve cesaret vericiydi: Parternostro ve Gelati’ye göre, Mimaki’nin yazıcısı, iyi boyutlar ve detay tanımı ve her şeyden önce mükemmel renk doğruluğu ile üç boyutlu bir kalbin üretilmesine olanak verdi. Rengin bu kadar önemli olmasının nedeni Ferdinando Paternostro tarafından şöyle açıklanıyor: “Ameliyat yaparken veya diseksiyon odasında karşılaştığımız çeşitli anatomik yapılar kendi özel renklerine sahiptir ve çeşitli farklı renklerde topografik bir bağlamla çevrilidir. Yapıları anatomik topografik bağlamlarında ayırt etmek özellikle kolay değildir ve renk çok önemli bir rol oynar.” Bu nedenle, renk bilgisi öğrenirken ve sonuç olarak cerrahi veya anatomik diseksiyon sırasında yapıyı tanımada çok önemli. Ve bu ekibin amacı: Tıbbi uygulamada 3D basılı nesnelerin renk kalitesini, tekrarlanabilirliğini ve dayanıklılığını kullanmak.
Paternostro şöyle diyor: “Algoritmamızı Mimaki’nin 3D baskı teknolojisi ile birleştirerek yaptığımız nesneler kromatik ve morfolojik olarak gerçekçi, ölçülebilir, tekrarlanabilir. Bu yöntemi kullanarak, potansiyel olarak daha fazla sınırı geçebiliriz. Patolojik anatomide, örneğin, belirli bir hastalığın neden olduğu anomalileri gösteren bir 3D organ oluşturabileceğiz; böylece herhangi bir cerrahi müdahale hazırlamak ve hastayla iletişim kurmak için çok yararlı bir araç sağlayacağız.”
Floransa Üniversitesi’ndeki ekibe göre, 3D baskı, öğretim ve tıbbi-bilimsel araştırma dünyasını dönüştürmeye etkili bir şekilde katkıda bulunabilir. “Hâlâ erken bir aşamadayız, ancak doğru yolda olduğumuzdan eminiz. Her ikisi de çok değerli, ancak hassas, bozulabilir ve bu nedenle sadece belirli bağlamlarda kullanılabilir anatomik modelleri ve plastinlenmiş anatomik parçaları üniversiteler, araştırma enstitüleri, hastaneler ve klinikler için mevcut olan 3D baskılı anatomik parçalarla değiştirme fırsatımız var” diyor Paternostro ve ekliyor:
“Daha önce söylediklerime geri dönersek, vücudun estetik mükemmelliğinin ve bireysel organların iç fonksiyonel harikasının yakından bağlantılı olduğu Yunan sağlık ve güzellik kavramı olan kalokagathia’dan ilham almayı seviyorum. Sağlık güzelliktir ve bunun tersi de geçerli. Güzel bir anatomik model öğrenme, iletişim, tıbbi ve cerrahi uygulama için işlevseldir.”
Bompan 3D Uzmanı Andrea Ferrante şöyle diyor: “Floransa Üniversitesi’ndeki ekiple bu iş birliğinden heyecan duyuyoruz. Bu proje, 3D baskı teknolojimizin üstün niteliklerini gösteriyor ve doğruluyor: 3DUJ-553 yazıcı, en uygun çözüm olduğunu kanıtladı, aslında yüksek renk doğruluğu ve tutarlılığı elde edebilen tek çözüm ve bu uygulamalar için gerekli ayrıntıların ultra gerçekçi bir tanımı. Bu teknolojinin çok çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılacağına ve 3DUJ-2207’nin daha kompakt ve daha uygun fiyatlı bir tasarıma sahip, ancak 3DUJ – 553 ile aynı teknolojiye sahip bir versiyonun yakında ortaya çıkmasıyla fırsatların artacağına inanıyoruz.”
