ينبعث من منبه إيمي ألكسندر ضوء خافت يفسد محاولتها للعودة إلى النوم. وأخذت تفكر في المهمة التي تركتها على الطابعة في الليلة السابقة. ولأنها تعرف أنه لن يهدأ لها بال حتى تتأكد من سير المهمة بسلاسة، توجهت إيمي إلى العمل مبكرًا.
تعمل إيمي مهندسة طب حيوي في مختبر النمذجة التشريحية في مايو كلينك، وفي اليوم السابق، أعطت أمرًا بالطابعة لعمل نموذج ثلاثي الأبعاد بالحجم الطبيعي لوجه رجل يبلغ من العمر 35 عامًا لتقديمه لجرّاح يستعد لإصلاح انحراف بالفك.
فالنموذج الذي استغرق نحو 12 ساعة حتى يكتمل، ظل يُطبع طوال الليل ليكون جاهزًا في الوقت المناسب. كان هذا النموذج عنصرًا ضروريًا لاستعداد الجرّاح لإجراء عملية جراحية لاستعادة قدرة الرجل على أداء مهام تبدو بسيطة مثل تناول الطعام الصلب.
من أجل إجراء هذه الجراحة الجمجمية الوجهية على وجه الخصوص، خطط الجرّاح لأخذ ثلاث قطع من عظام ساق المريض وتثبيتها في الفك، وهو إجراء نفّذه عدة مرات من قبل. ولكن نظرًا لأنه كان لديه نموذج دقيق لتشريح الوجه، فقد كان قادرًا على التدرب على إجراء العملية الجراحية وكان يعرف مقدمًا بدقة مواضع فتح الشقوق وما يمكن توقعه أثناء العملية، مما يجعل الإجراء أسرع وأقل توغلًا. تضمن هذه المحاكاة الجراحية نتائج أفضل وتعافيًا أسرع.
"يعتمد الطب في الأساس على الوسائل المرئية، وتمثل النماذج ثلاثية الأبعاد طريقة أخرى لفحص الأجزاء الداخلية للمريض، وتشخيص المرض"، هذا ما قاله جوناثان إم موريس، دكتور في الطب، اختصاصي علم الأشعة العصبية ومدير مساعد لمختبر النمذجة ثلاثية الأبعاد في مايو كلينك. ويضيف: "يمكن للجرّاحين الإمساك بالهيكل التشريحي للمريض، والتحكم فيه، ورؤيته بوضوح لا يمكن محاكاته في صور الكمبيوتر ثنائية الأبعاد."
بدأت رحلة مايو كلينك إلى عالم النمذجة التشريحية ثلاثية الأبعاد في عام 2006 عند وضع الخطط لإجراء عملية فصل معقدة وحرجة بين توأمين ملتصقين بكبد واحدة. وأدى نجاح الجراحة وفعالية النماذج التشريحية إلى زيادة الطلب على الطباعة ثلاثية الأبعاد. ونتيجة لذلك، أصبحت مايو كلينك مؤسسة رائدة في مجال النمذجة التشريحية والطباعة ثلاثية الأبعاد.
وتعليقًا على ذلك، تقول جين ماتسوموتو، دكتورة في الطب، واختصاصية أشعة ومدير مساعد مختبر النمذجة ثلاثية الأبعاد في مايو كلينك: "إن هذا النوع من النمذجة أداة تعليمية يمكنها توفير تصور متطور للمساهمة في إجراء عمليات الجراحة الدقيقة".
تستخدم مايو كلينك نماذج ثلاثية الأبعاد لتخطيط الإجراءات في جميع التخصصات الطبية والتدرب عليها. يستخدم العديد من الجرّاحين أيضًا النماذج كأدوات تعليمية للأطباء الحاليين والمستقبليين، وكوسيلة توضيحية مرئية لشرح التشخيص للمرضى وأسرهم والتحدث عن خيارات العلاج.
تعزيز خدمة رعاية المرضى
لقد علم إيزاك جارسيا، الذي تم تشخيص إصابته خطأ بالتهاب الوتر بسبب ركوب الدراجات، بعد ذلك بإصابته بورم سرطاني في مفصل الورك الأيسر وأنه قد يحتاج إلى استبدال عظمة الورك بعد إزالتها. أنشأ Christopher P. Beauchamp، دكتور في الطب، نموذجًا ثلاثي الأبعاد ثم طبعه كغرسة في التيتانيوم.
يستيقظ إسحاق جارسيا كل صباح وهو يتطلع إلى القفز على التلال الترابية راكبًا دراجته الجبلية مع ابنه.
ولكن لم يكن قد مضى بعد وقت طويل منذ بدء هذا الأب لثلاثة أطفال المفعم بالحيوية والبالغ من العمر 38 عامًا البحث عن طبيب محلي في نيو مكسيكو لعلاج الألم الكليل الذي يشعر به في منطقة الفخذ. في بادئ الأمر شُخِص الألم الذي يشعر به إسحق تشخيصًا خاطئًا بأنه التهاب أوتار ناتج عن ركوبه دراجته الجبلية، وقد علم إسحاق لاحقًا أنه مصاب بورم سرطاني في مفصل الورك الأيسر يحتاج إلى رعاية من أخصائي.
بقول إسحاق: "تحطمت نفسيتي أنا وزوجتي". ظللنا نمشي بالسيارة طوال اليوم محاولين مقابلة طبيب أورام عظمية. وكانت أوقات الانتظار تصل إلى ستة أسابيع أو أكثر."
لم يكن لدى سارة زوجة إسحاق تصور عما ينبغي فعله بعد ذلك، ولكنها بحثت على الإنترنت عن "أفضل أطباء سرطان العظام"، وقد قادهما هذا البحث إلى مايو كلينك حيث قابل إسحاق طبيبًا في غضون أيام من الاتصال.
يقول جراح العظام الدكتور كريستوفر بي بوشامب: "كان ورم إسحق نادرًا جدًا وفي مكان مزعج للغاية حيث العلاج الوحيد هو الجراحة لإزالة مفصل الورك بالكامل وبعض أجزاء من الحوض".
وحتى ذلك الحين؛ كانت الخيارات العلاجية - بعد إزالة الورم - أبعد ما تكون عن الكمال. تضمنت الخيارات إزالة مفصل الورك وعدم استبداله، أو استخدام عظم مأخوذ من جثة يُشكل ليُناسب جسم المريض.
ومع التكنولوجيا المتاحة اليوم والتطورات الأخيرة في بناء القوالب ثلاثية الأبعاد وطباعة الأجزاء المزروعة وتصنيعها، كان لدى الدكتور بوشامب خيارًا جديدًا، وهو خيار كان يعدله ويحاول أن يصل به إلى حد الكمال لمدة تقرب من عقد من الزمان.
فقد صنع الدكتور بوشامب نموذجًا للعظم المسرطن من صلصال يستخدم في صنع القوالب بتصميم يطابق الشكل التشريحي لجسم إسحاق. ثم حُولت النسخة المصنوعة من الصلصال إلى نموذج ثلاثي الأبعاد وطُبع كقالب مصنوع من التيتانيوم. وضِعت هذه النسخة المطابقة لكامل تجويف مفصل الورك الأيسر وجزء من الحوض في جسم إسحاق أثناء جراحة إزالة الورم.
يقول إسحاق: "عدت لأنعم بحياة طيبة طبيعية بسبب مايو كلينك. لقد صرت أنظر بشكل جديد تمامًا لكل الأشياء الصغيرة التي كان المرء يتعامل معها عادة على أنها أمر مسلّم به. صار جميعها يعني الكثير الآن."
طباعة مستقبل الطب
يبني الأطباء العُلماء على هذا الأساس أيضًا في مجال الطب التجديدي لإعادة إنشاء النسيج الحي في عملية تُسمى الطباعة الحيوية. تستخدِم هذه التقنية التجريبية سِقالة مغروسة بالخلايا لتُحاكي أنسجة مثل الجلد والعظم والعضلات والصمامات، بحيث يمكن للمرضى في يوم ما أن يستبدلوا الأنسجة التالفة بطريقة غير ميكانيكية. على سبيل المثال، يبحث طبيب القلب أمير ليرمن، M.D.، وهو أستاذ لدى مركز Barbara Woodward Lips (باربارا وودوورد ليبس)، في طباعة صمامات القلب حيويًّا لكي يعفي المرضى من الحاجة إلى الخضوع للعديد من العمليات الجراحية أو الخوف من الجلطات الدموية.
بدءًا من استئصال الورم ووصولاً إلى عمليات إعادة بناء الوجه وجراحات القلب، تعمل النماذج ثلاثية الأبعاد على التخلص من التخمين وتسهيل التواصل بين الأطباء والعلماء.
"إنها أداة يمكن أن نستخدمها لتقديم الرعاية المخصصة،" هكذا يقول د. ماتسوموتو. كما أضاف: "يُشير الطلب على الطباعة ثلاثية الأبعاد في Mayo Clinic حقًا إلى المستوى العالي من العمليات الجراحية التي يُجريها الجراحون هنا."
نقدم التشخيصات الدقيقة والعلاجات من المرة الأولى، وذلك عن طريق الجمع بين فرق متخصصة تلتزم بتحقيق التعاون الحقيقي بين الأقسام وعبرها.