D printing atau additive manufacturing merupakan teknik pencetakan yang menambahkan material secara bertahap, lapis demi lapis. Teknologi canggih ini memungkinkan pembuatan berbagai bentuk dari beragam bahan tanpa memerlukan cetakan, serta memiliki potensi besar dalam memproduksi item dalam volume besar. Perkembangan dan penerapan teknologi 3D printing di berbagai bidang telah mengalami kemajuan pesat. Pada awalnya teknologi ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan pembuatan prototipe desain dengan cepat di bidang arsitektur dan manufaktur, saat ini teknologi 3D printing dapat memanfaatkan berbagai jenis material dan telah digunakan dalam bidang medis sejak pertengahan 1990-an, baik di rumah sakit maupun praktik swasta di seluruh dunia. Penggunaan biomaterial dalam 3D printing telah menciptakan perubahan paradigma dalam pengembangan perangkat medis, memungkinkan produksi sesuai permintaan, desain yang dipersonalisasi, produksi yang cepat, serta keberlanjutan dalam meningkatkan kesehatan manusia  (Ni Nyoman Kasihani, 2023).

Gambar 1. 3D printing dalam bidang medis

Dalam bidang kesehatan, penerapan teknologi 3D printing terbukti memberikan dampak positif, terutama dalam menekan biaya produksi perangkat medis, seperti stent khusus dan organ tubuh tiruan, termasuk telinga, tangan, kaki, dan gigi. Teknologi ini memungkinkan pembuatan organ pengganti maupun model peraga untuk keperluan pendidikan kedokteran, dengan tetap menghasilkan kualitas yang memuaskan. Model cetak 3D dianggap memberikan banyak keuntungan karena lebih mudah tersedia, lebih kuat, memiliki risiko kerusakan yang lebih rendah, dan menyajikan detail anatomi yang lebih baik dibandingkan dengan kadaver asli. 3D printing layak digunakan sebagai media edukasi dalam bidang pendidikan, khususnya di rumpun kesehatan, termasuk keperawatan, yang menitikberatkan pada penguasaan ilmu fisiologi dan struktur organ terkait. Penerapan teknologi 3D printing dalam berbagai penelitian telah membuktikan bahwa teknologi ini membawa perubahan positif dalam pembelajaran anatomi, dengan penyediaan yang lebih mudah, penggunaan yang praktis, tingkat kerusakan yang rendah, serta detail anatomi yang lebih akurat. (Mislan, 2022). 

Gambar 2. Hasil print mesin 3D printing dalam medis

Saat ini, teknologi pencetakan 3D menawarkan peluang besar bagi perusahaan farmasi dan medis untuk menciptakan obat yang lebih spesifik, mempercepat produksi implan medis, serta mengubah cara dokter dan ahli bedah merencanakan prosedur. Model anatomi 3D yang disesuaikan dengan kondisi pasien menjadikan teknologi pencetakan 3D ini semakin penting dalam praktik pengobatan presisi dan perawatan yang dipersonalisasi. Di masa mendatang, organ implan hasil cetak 3D kemungkinan besar akan tersedia, mengurangi daftar tunggu dan meningkatkan jumlah nyawa yang dapat diselamatkan.  (Anna Aimar, 2019).

3D Printer telah merevolusi perawatan ortodontik untuk anak-anak, menawarkan pilihan perawatan yang lebih efisien, presisi, dan nyaman. Dalam ortodontik tradisional, model rencana perawatan dibuat dalam bentuk model gips fisik yang mudah hilang, patah, atau rusak. Teknologi printer 3D kini banyak digunakan dalam ortodontik digital, memanfaatkan intraoral scanner untuk menghasilkan model lengkung gigi dengan bantuan kamera portabel, komputer, dan perangkat lunak ortodontik. Lima teknologi pencetakan yang paling umum digunakan adalah FDM, Printer Polyjet (PJ), Stereolithography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), dan Digital Light Processing (DLP). Penyempurnaan bahan dental yang dapat dicetak terutama didorong oleh pengembangan parameter manufaktur aditif yang meningkatkan kualitas mekanik bahan tradisional. Biokompatibilitas merupakan faktor penting dalam bahan cetak 3D, dan resin cetak 3D memiliki tingkat biokompatibilitas yang sebanding dengan resin gigi tradisional. Biokompatibilitas ini dapat ditingkatkan lebih lanjut melalui proses polimerisasi pasca produksi. Dengan teknologi printer 3D dan perangkat lunak kecerdasan buatan, pasien dapat melihat dan merasakan model 3D dari lengkung gigi yang diperbaiki serta perubahan presisi yang dirancang khusus untuk mereka. Teknologi SLA memungkinkan pencetakan behel 3D yang disesuaikan dengan tip dan torsi spesifik, atau aligner bening yang dirancang khusus untuk setiap pasien. (Giska Anandita Cahyani, 2024). 

Saat ini, teknologi 3D printing atau additive manufacturing telah banyak digunakan untuk memproduksi model 3D anatomi bagian tubuh manusia berdasarkan rekonstruksi pemindaian CT/MRI. Model 3D anatomi hasil 3D print memiliki banyak aplikasi seperti alat edukasi, implant spesifik, konsep perencanaan operasi (preoperative planning), dll. Sejauh ini, belum banyak penelitian yang secara spesifik fokus pada pengembangan alat edukasi untuk simulasi proses operasi Total Knee Replacement (TKR). Model anatomi 3D yang dihasilkan dari 3D printing dapat dengan baik mendemonstrasikan simulasi operasi TKR sesuai dengan prosedur medis, meskipun dengan keterbatasan simulasi yang hanya mencakup pemotongan tulang dan pemasangan prostetik sendi lutut. (Irfan Aditya Dharma, 2023). 

Bioprinter 3D telah mengalami berbagai fase dan penyempurnaan untuk mencapai kualitas yang tinggi dan diiringi dengan harapan besar terhadap potensinya. Teknologi ini dianggap sebagai revolusi dan terus berkembang, mencakup berbagai bidang dan sektor lainnya (Mohammad Kamal Hussain, 2021). Meskipun 3D printer menawarkan banyak keunggulan dalam kustomisasi medis, masih terdapat tantangan utama dalam penerapan additive manufacturing pada produk biomedis. Tantangan ini meliputi pemilihan binder, sifat mekanis yang kurang optimal, akurasi dimensi yang rendah, tingkat penggumpalan serbuk yang tinggi, ukuran nozzle, distribusi ukuran partikel, pilihan bahan yang terbatas, tekstur dan warna yang terbatas, umur bahan, kustomisasi desain dan kecocokan, ketinggian lapisan, serta risiko kegagalan produksi. (N. Shahrubudin, 2020).

Penulis : Muthia Muthmainnah Ismail (Mahasiswa Teknik Biomedis, Universitas PGRI Yogyakarta)

Reviewer : Yusuf Maulana, S.T., M.Sc.

References

Anna Aimar, A. P. (2019). Peran Percetakan 3D dalam Aplikasi Medis: Keadaan Terkini. Journal of Healthcare Engineering.

Giska Anandita Cahyani, S. S. (2024). The future of orthodontic treatment for children: intraoral scanners and 3D printers. Makassar Dental Journal, 273-277.

Irfan Aditya Dharma, M. F. (2023). Fabrikasi Model Anatomi 3D menggunakan 3D Printing untuk Simulasi Proses Operasi Total Knee Replacement (TKR) berdasarkan Rekonstruksi Pemindaian CT/MRI sebagai Alat Edukasi dan Pelatihan. Jurnal Rekayasa Mesin, 265-276.

Mislan, S. M. (2022). Potensi 3d Printing Sebagai Media Edukasi Dalam Pendidikan Keperawatan. Journal Cakrawala Ilmiah.

Mohammad Kamal Hussain, R. M. (2021). A Study about 3D Printing Technology and its Effects on Organ Transplant. International Journal of Medical Research & Health Sciences, 149-162.

N. Shahrubudin, P. K. (2020). Challenges of 3D printing technology for manufacturing biomedical products: A case study of Malaysian manufacturing firms. Heliyon.

Ni Nyoman Kasihani, R. (2023). Kajian Penggunaan Model 3d Printing Praktik Preklinik Pendidikan Kesehatan Gigi: Narrative Review. JDHT Journal of Dental Hygiene and Therapy, 88-96.