Maričić je uz nekoliko suradnika uspio 3D printerom napraviti model lubanje na kojem liječnici mogu vježbati zahtjevne endoskopske zahvate, a kojem je preciznost prikaza bitno veća od bilo kojeg postojećeg modela u svijetu
Kad imate neki alat – primjerice čekić, s njime je moguće razbiti staklo, ali i napraviti novu skulpturu Davida. Ne morate biti Michelangelo da shvatite da bez uloženog truda, velike količine znanja, ali i strasti možete svojim alatom dovijeka samo lomiti staklo, slikovito nam je pojasnio dr. sc. Sven Maričić s Tehničkog fakulteta u Rijeci, odgovarajući na pitanje do kud sežu mogućnosti 3D printera – instrumenta koji je trenutno svojevrsni znanstveni luksuz, no ne treba sumnjati da će uskoro postati dio svakodnevice.
Dok je u Hrvatskoj, čak i u znanstvenim krugovima, 3D tehnologija i dalje pomalo apstraktni pojam, u razvijenim zemljama već neko vrijeme ona nije novost. Ovih je dana NASA primjerice najavila da će u bliskoj budućnosti koristiti 3D printer kako bi na samoj Međunarodnoj svemirskoj postaji proizvodila dijelove satelita, a primjena ovih printera u biotehnologiji i medicini otišla je već toliko daleko da su znanstvenici u stanju »isprintati« ljudsko uho ili cijeli nit implantata za razne dijelove tijela.
U nove generacije 3D printera može se danas već »ubaciti« bilo kakav materijal – od plastika do raznih vrsta slitina. Mogućnosti su, slažu se stručnjaci, nezamislive, pa 3D printere mnogi nazivaju jednom od tradicionalnih SF opsesija koja se ostvarila već na početku novog milenija.
Hrvatska međutim, kao i u mnogim futurističkim konceptima, uvelike i na ovom primjeru kaska za najrazvijenijim državama – u cijeloj državi jedva da postoji dvadesetak 3D printera – broj neusporediv s njih nekoliko stotina koliko ih ima primjerice Njemačka.
I tu bi priču na ovu temu mogli slobodno zvršiti, da se naš sugovornik s početka teksta kojim slučajem nije prije otprilike osam godina zainteresirao za 3D tehnologiju i biokompatibilne materijale primjenjive u medicini.
Više godina usavršavanja, eksperimentiranja i povezivanja sa stručnjacima raznih profila, rezultiralo je potom nizom projekata primjene 3D tehnologije u medicini, primarno kirurgiji.
Između ostalog, Maričić je uz nekoliko suradnika uspio 3D printerom napraviti model lubanje na kojem studenti i liječnici mogu vježbati zahtjevne endoskopske zahvate, a kojem je preciznost prikaza bitno veća od bilo kojeg postojećeg modela u svijetu.
Računalni model
Razliku čine nevjerojatno tanki slojevi na koje je model lubanje podijeljen, što ujedno daje i preciznost prikaza svih drugih struktura u mozgu praktički 300 posto veću no što je ima konkurentski švicarski model iz 2006. godine.
Dotično »učilo« FEKS MAPEM Maričić je kao koncept razvio u suradnji s prof. Darkom Manestrom i prof. Mladenom Perinićem i nada se da će uskoro ući u nastavu prirodnih znanosti u školama i na fakultetima.
Potencijalna primjena u medicini još je konkretnija. Na temelju podataka s instrumenata kao što su CT ili magnetska rezonanca, Maričić je u stanju izraditi izuzetno precizni računalni model nečije lubanje i moždanih struktura, te ga na jednako prezican način »isprintati« u više vrsta različitih materijala, što bi kirurgu primjerice omogućilo da na modelu provježba neki složeni operativni endoskopski zahvat, prije no što ga uistinu provede na pacijentu.
– Za taj model zainteresirana je jedna velika inozemna korporacija, no naša je želja da proizvodnja bude smještena u Hrvatskoj. Mislim da je naša šansa ugledati se u razvijene zemlje koje su iskoristile znanje kao jedan od glavnih alata razvoja, reći će Maričić koji je uz partnere ovaj model i zaštitio.
Jednako impresivnom demonstracijom kombinacije moći moderne tehnologije i vještine našeg sugovornika čini se, primjerice i rezultat njegove doktorske dizertacije – odnosno praktički sam početak ove riječke priče o primjeni 3D tehnologije u medicini.
Naime, nakon povratka iz Finske i Švedske gdje je radio kao stipendist u tvornici Volvo, Maričić se zaposlio u privatnom sektoru kako bi mogao platiti poslijediplomski studij.
Uz pomoć 3D modeliranja i 3D printera u bližoj budućnosti bi život mogao biti olakšan i jednoj udomljenoj ženki haskija koja bi na taj način dobila – umjetnu nogu. Trenutno je izrađena idejna faza, no potrebno je, pojašnjava Maričić, još opreme i ljudi kako bi se projekt priveo kraju.
– Sjećam se da sam prvu godinu radio i poslije posla trčao na predavanja, a svaki slobodni trenutak koristio za pisanje znanstvenih radova i polaganje ispita. I baš u trenutku kada sam dobio ugovor na neodređeno, zahvalio sam se poslodavcima i zaposlio na fakultetu gdje radim i danas, nažalost još uvijek na određeno vrijeme. S obzirom na to da me oduvijek zanimalo računarstvo, medicina i inženjerstvo nije mi bilo teško odlučiti se za temu i na doktorskom studiju. Na drugoj godini, odabrao sam mentora prof. Mladena Perinića koji me usmjerio u daljnjem radu, prisjeća se Maričić kojeg je dodatno nadahnulo svjedočenje uspješnoj rekonstrukciji dijela kosti lubanje s biokompatibilnim materijalima tijekom korištenja CEEPUS stipendije u Rumunjskoj.
– Imao sam potom i veliku sreću susresti buduće kolege i suradnike na Medicinskom fakultetu i to na Zavodu za anatomiju i kasnije na dentalnoj protetici gdje su mi puno pomogli prof. Daniela Kovačević Pavičić koja je kasnije postala sumentor, prodekanica prof. Renata Gržić, te prof. Damir Miletić s Klinike za radiologiju. Kad smo razgovarali o mogućoj primjeni 3D modeliranja, prof. Kovačević Pavičić mi je predložila da proučim slučaj pacijenta kojem su se polipi u sinusima toliko raširili da su počeli lomiti kost. Pacijent je već imao cijeli niz operacija, a čekala ga je rekonstrukcija dijela čela i nosa, pri čemu je umjesto dijela uništene kosti trebao biti ugrađen implantat. Ono što je do tada postojalo u tom smislu nije bilo posve precizno. S obzirom na to da u to vrijeme nismo imali apsolutno nikakvu opremu a kamoli 3D printer, laserski skener ili slične stvari na Sveučilištu, odlučio sam svoj doktorski rad postaviti i voditi kao projekt i to na način da sam sponzore, opremu i znanje našao ovdje – u Poliklinici Rident, tvrtki Noven d.o.o., te uz pomoć Zaklade Sveučilišta u Rijeci koja mi je financirala odlaske na nekoliko kongresa, a određeni dio ipak vani, jer oprema s kojom sam imao sreće raditi vrijedi desetke milijuna kuna i pripada samom tehnološkom vrhu. Trebalo mi je šest mjeseci samo za prvi matematički model koji sam napravio na temelju CT snimki glave pacijenta. U suradnji sa stručnjacima iz Poliklinke Rident i Klinike za otorinu KBC-a Rijeka, potom je na temelju tog modela modeliran implantat od polimetilmetakrilata koji je ugrađen pacijentu. Zbog preciznosti modela uspjelo se za 30 posto smanjiti količinu potrebnog materijala i još važnije skratiti vrijeme operacije s procjenjenih tri sata na sat i 45 minuta. Prisustvovao sam operaciji i to je bio fenomenalan osjećaj. Stvarna mogućnost da pomognem je moja najveća motivacija, ne mogu vam opisati taj osjećaj kada napraviš anatomski dio koji je plod tvojeg istraživanja i kada se taj implantat ugradi i postane dio nečijeg života, ispričao nam je Maričić koji je u sličnim projektima koji su uslijedili među prvima u ovom dijelu Europe primjenio 3D printer u kirurgiji.
Pored posla na Tehničkom fakultetu i znanstvenih projekata, Sven Maričić kreativnost ispoljava na još cijelom nizu područja. Nedavno je tako organizirao radionicu RiScience koja je za cilj imala edukaciju i povezivanje stručnjaka iz područja 3D modeliranja i printanja iz različitih dijelova Europe s našim studentima i djelatnicima. Sudjelovao je i u organizaciji nedavno uspješno izrealizirane Noći istraživača, a trenutno radi na znanstvenoj slikovnici za koju mu je poznati riječki slikar Vojo Radoičić već napravio naslovnicu i za koju će, obzirom da svira nekoliko instrumenata, snimiti i mali popratni soundtrack.
Pokušaji i pogreške
Preciznost, glavna komponentu koja izdvaja njegove modele iz mora drugih stvari koje se danas mogu postići s 3D printerima, nije međutim bilo nimalo lako postići.
– Moram naglasiti da bez suradnje s kolegama i bez podrške Tehničkog i Medicinskog fakulteta zaista ne bih mogao ostvariti ovakve rezultate. Apstraktno razmišljanje danas bi trebalo biti temelj usvajanja znanja – svatko od nas može nabubati besmislen niz brojeva i slova, ali primijeniti postojeće znanje u nekom području gdje nismo daleko stigli i gdje trebaš tek postaviti standarde zahtijeva izlazak iz, uvjetno rečeno, dnevnog boravka sigurnosti. Dakle, naravno da je bilo teško razviti toliku preciznost kod printanja, ali to je bio izazov s kojim sam se želio baviti. Stoga sam jako zahvalan kolegama dr. sc. Ozrenu Bukovcu i Deanu Staniću na pomoći i korisnim sugestijama. Više puta tijekom istraživanja morao sam se vraćati na osnovne stvari – logiku i razmišljanje kako neki dio napraviti funkcionalnijim i optimalnim, posebno kada je riječ o radu sa skupim 3D printerima koji koštaju nekoliko milijuna kuna. Za mnoge stvari se savjetujem s kolegama vani koji su stručnjaci u svojim poljima, objašnjava nam Maričić.
Mogućnosti 3D tehnologije na području medicine su, uvjerava nas naš sugovornik, uistinu goleme.
– Zaista smo u nekim područjima sposobni izraditi rezervni dio za svaku osobu. Trenutno radim na jednom sustavu očitavanja podataka koji će si moći priuštiti svi, a koji barem za sada u ovoj fazi ima obećavajuće rezultate. Ono što je prednost jest da su eliminirane potencijalne opasnosti zračenja koje se nalaze u klasičnim dijagnostičkim medicinskim uređajima. Cilj znanosti je upravo to – omogućiti ljudima najbolju moguću kvalitetu života i omogućiti dostupnost svima. Kada gledate pacijenta kojemu trenutno ne možete pomoći, znanstvenik bi trebao biti taj zadnji oslonac koji će mu uliti nadu da nova tehnologija i istraživanja mogu dati rezultate. Ne samo riječima, nego i stavom. Ne možeš biti dobar znanstvenik ako nisi jako motiviran i veliki sanjar. No svako iskustvo treba se temeljiti na određenom broju pokušaja i pogreški, mislim da su najopasnija iskustva koja se temelje samo na uspjehu, zaključit će Maričić.
