چاپ سه‌بعدی
کاربردها > تجهیزات پزشکی

برای تولید تجهیزات پزشکی و طراحی‌های دقیق در این زمینه، و همچنین تولید اندام‌های مصنوعی، نیاز به تولید طراحی قالب‌هایی با ابعاد و متریال بادوام است که چاپگرهای سه‌بعدی پاسخگوی این نیاز در علم پزشکی‌اند.
محصولات ساخته شده با پرینتر سه بعدی بمنظور استفاده در بدن افراد حتماً باید از مواد زیست سازگار (بیو پلیمری) ساخته شده باشند تا باعث ایجاد واکنش‌های آلرژیک یا مسمویت نشوند. امروزه تعداد متریال‌های زیست سازگار از گذشته بیشتر شده است که به پزشکان و دندانپزشکان و همچنین طیف گسترده‌ای از مهندسان حوزه علوم پزشکی این امکان را می‌دهد محصولات اختصاصی کاملاً منطق با شرایط بیمار را چاپ و آن را برای تماس کوتاه مدت یا بلند مدت با پوست (پوشیدنی‌ها، تست تشخیص کوید، سمعک، تجهیزات محافظت شخصی) یا برای استفاده در داخل بدن انسان (پروتزهای مصنوعی، تعویض مفصل، ایمپلنت استخوان، فنرهای عروقی) تولید کنند.
عمده‌ترین متریالهای زیست چاپ سه بعدی عبارتند از: رزین‌های دندانپزشکی و پروتز - بیوپلیمرهای فک و دندانی - متریالهای پلیمری نایلون و پلی پروپیلن - متریال فلز زیست سازگار برای ایمپلنت‌های دائمی.
پنج شرکت از دَه تولیدکنندهٔ بزرگ ارتوپدی جهان- Stryker, Johnson & Johnson, Smith & Nephew, Zimmer و Biomet- برای تولید ایمپلنت‌های پزشکیِ زانو، باسن، ستون فقرات، مچ پا و موارد دیگر به استفاده از چاپ سه بعدی روی آورده‌اند. ایمپلنت‌های ستون فقرات جزو رایج‌ترین پرینتها هستند و شرکتهای NuVasive, SeaSpine, Tsunami Medical و Orthofix Medical همگی ایمپلنت‌های تیتانیوم متخلخل چاپی را ارائه می‌دهند که برای همجوشی با منطقهٔ قدامی کمر طراحی شده‌اند.
زیست سازگاری در ایالات متحده طبق FDA (و در اتحادیه اروپا بر اساس MDCG) به سه کلاس ۱، ۲ و ۳ دسته‌بندی می‌شود. در سایر نقاط جهان، سیستم‌های مشابهی وجود دارد اما طبقه‌بندی یکسانی ندارند. برای مثال، یک محصول کلاس ۲ در ایالات متحده می‌تواند کلاس ۳ در چین باشد زیرا هنوز استانداردهای جهانی یکتایی برای این امر تدوین نشده است.
کلاس ۱ راهکار پزشکی با خطر کم تا متوسط محسوب می‌شود که به کنترلهای عمومی نیاز دارد. تقریباً نیمی از وسایل پزشکی کلاس ۱ هستند و ۹۵ درصد آنها از هرگونه نظارتی بی‌نیازند. نمونه‌های کلی از وسایل پزشکی کلاس ۱ – که فقط پوست سالم را لمس می‌کنند، شامل باندهای کشی و ابزارهای جراحی دستی می‌شود. اگر صحبت از چاپ سه بعدی دندان‌پزشکی باشد، متریال‌های کلاس ۱ معمولاً برای محصولات آزمایشی مانند قالب‌های دندان‌پزشکی استفاده می‌شود.
محصولات پزشکی کلاس ۲ دارای خطر متوسط تا زیاد هستند که به کنترلهای ویژه نیاز دارند. اگر شرکت سازنده، این مواد را در FDA ثبت و فهرست کند و با الزامات مربوطه مطابقت داشته باشد، می‌تواند آنها را به فروش برساند. انواع ابزارهای کلاس ۲ عبارتند از منگنه‌های پوستی قابل حذف، ترمیم‌های دائمی، پر کردن قالبی دندان، کاشت و دندان مصنوعی. این‌ها محصولاتی هستند که به منظور تماس با خون، مایعات بدن، اندام‌ها، بافت‌ها و سلول‌ها طراحی شده‌اند.
این دو کلاس بر اساس زمان استفاده از محصول، از محدود تا طولانی مدت تا دائمی، به زیرمجموعه‌های a و b و c تقسیم می‌شوند. برای نمونه، کلاس 2a نشان می‌دهد که آن محصولِ کلاس ۲، برای استفادهٔ محدود مثلاً کمتر از ۲۴ ساعت، تولید شده است. زیرگروه b نشان دهندهٔ استفادهٔ طولانی مدت (۲۴ ساعت تا چند روز) و زیرگروه c نشان دهندهٔ استفادهٔ دائمی (بیش از ۳۰ روز) است.
زیست سازگاری تنها یک معیار نیست، بلکه چندین معیار تحت نظارت سازمان استاندارد بین‌المللی (ISO) است. به‌طور خاص، استاندارد ۱۰۹۹۳ و زیرمجموعه‌های آن، انواع زیست سازگاری را نشان می‌دهد. برای نمونه، استاندارد ISO 10993-5 ارزیابی دربارهٔ خطرات سمی بودن مواد برای سلول‌های زنده (یا سمیت سلولی) است، درحالیکه ۱۰۹۹۳–۱۰ به مواد محرک یا حساسیت‌زا مربوط می‌شود. همچنین، ارزیابی‌هایی وجود دارد که آیا یک ماده قادر به ایجاد جهش ژنتیکی، التهابات پوستی یا سمیت گسترده است یا خیر. متریالهای جدید چاپ سه بعدی می‌تواند برخی یا همهٔ این استانداردها را برآورده کنند.
زیست‌چاپ سه‌بعدی اصطلاحی است که در تعریف کاربرد راهکارهای چاپ سه‌بعدی برای تولید ساختارهای زیستی، نظیر بافت‌ها و اعضای بدن، استفاده می‌شود. زیست‌چاپ عمدتاً بر مبنای فنّاوری‌های موجودِ چاپ، نظیر چاپ جوهرافشان و لیزری، توسعه یافته است؛ با این تفاوت که در آن از جوهر زیستی (تعلیقهایی از سلولهای زنده و محیط کشت سلولی) استفاده می‌شود، و ممکن است در مایکروپیپتها یا ابزاری نظیر آن آماده شده باشد که نقش کارتریج را در چاپگر ایفا می‌کند. اعضا و نسوجِ حاصل از فناوری زیست‌چاپ سه‌بعدی به کمک سلول‌های بنیادی مشخصاً در خدمت پزشکی ترمیمی قرار می‌گیرند. این فناوری قادر است به بیماری که نیاز به پیوند اعضا دارند کمک شایانی کند. فناوری چاپ زیستی سه‌بعدی با چاپ اندام‌های زنده به کمک سلول‌های بنیادی و مواد زیستی می‌تواند این مشکل را حل کند.