Кейсы применения 3D-принтеров Picaso 3D в медицинской практике

Из этой статьи вы узнаете о нескольких примерах применения 3D-принтеров Picaso 3D в медицинской практике — в производстве уникальных персонализированных изделий.

Содержание:

• Примеры применения Picaso 3D в медицинской практике
  • Изготовление стоматологических капп в Star Smile
  • Планирование операций в челюстно-лицевой онкологии
  • Создание съемного экзопротеза руки в РГУ им. Косыгина
  • Накладки на протезы Ottobock
• Плюсы и минусы

Примеры применения Picaso 3D в медицинской практике

Изготовление стоматологических капп в Star Smile

Компания Star Smile ведет деятельность в области стоматологии, а точнее ортодонтии, применяя 3D-технологии в практике. Фирма практикует и совершенствует методы безболезненного и относительно комфортного исправления неправильного положения зубов, помогая клиентам добиться идеального прикуса.

О деятельности компании нам рассказал ее генеральный директор — Владимир Юрьевич Луценко. Предприятие выпускает элайнеры, каппы для исправления прикуса, а также каппы для непрямой фиксации брекетов.

На сегодняшний день брекеты — наиболее известный и применяемый способ выправления прикуса, ведь их применение дает возможность точно корректировать положение каждого зуба. До их установки производится снятие слепка или 3D-сканирование зубов, полученные таким способом данные используются для изготовления ортодонтических приспособлений для максимально точного исправления положения каждого зуба.

Элайнеры становятся достойной заменой брекетов во многих, хоть и не во всех случаях — ортодонт должен принять решение, возможно ли их применение вместо брекетов. Каппы-элайнеры доставляют значительно меньше неудобств при ношении и могут сниматься пациентом, например для чистки зубов, они плотно располагаются на зубах и не раздражают полость рта и десны. 

Иногда исправление элайнерами в полной мере невозможно, но и тут они находят применение — с их помощью на зубы максимально точно и удобно наносятся крепления для брекетов.

Star Smile использовала 3D-принтер Picaso 3D Designer PRO 250 в производстве персонально спроектированных для каждого пациента капп для непрямой фиксации брекетов, они дают возможность закрепить брекеты на зубах быстро и точно, сохраняя их правильное расположение. 

Как это происходит: ортодонт регистрирует пациента и его заказ в системе, передает его слепки для 3D-сканирования персоналу Star Smile, а полученные при сканировании данные перерабатываются в объемную модель того, как должны располагаться зубы после коррекции.

Затем программа рассчитывает размещение брекетов на уже скорректированных зубах и в обратную сторону просчитывает то, как должно изменяться их положение при лечении, — где они должны быть расположены и как сдвигаться. Ортодонт проверяет полученный результат в ПО и необходимое для него размещение брекетов, утверждает план лечения и делает заказ на изготовление капп.

На 3D-принтере PICASO 3D производится печать рабочих моделей — моделей расположения зубов пациента, на которых зубной техник расставляет брекеты в заранее рассчитанных местах, и на основе получившейся модели изготавливает каппу для фиксации брекетов. Каппа изготавливается методом вакуумного термического формования.

Затраты на 3D-печать в этом процессе занимают лишь несколько процентов, но точность результата и скорость его получения заметно возрастает. 3D-печать в изготовлении персонализированных капп занимает значительное место не по стоимости, а по той экономии времени и средств, которой помогает достичь. 

Планирование операций в челюстно-лицевой онкологии

3D-печать находит применение и в такой области медицины, как челюстно-лицевая хирургия при онкологических заболеваниях. Об этом нам рассказал Грант Забунян — онколог Клинического онкодиспансера №1 в Краснодаре, на примере проведенной им операции нижней челюсти с ее реконструкцией после резекции. Планирование и подготовка к операции выполнялись с помощью трехмерной цифровой модели.

Основные причины онкологических проблем в ротовой полости, по мнению врачей, это воздействие таких факторов, как употребление алкоголя, курение и частый прием очень горячих напитков, также могут послужить причиной появления опухолей некачественно установленные импланты, травмирующие ротовую полость, и заболевания вроде папилломы. 

Раньше, при лечении таких заболеваний, пораженный опухолью участок кости удалялся и риск для жизни снижался, но нарушалась функциональность челюсти и зачастую целостность внешнего вида лица. 

В клинике доктора Забуняна проведено уже шесть операций по удалению опухоли с реконструкцией утраченных тканей. Делается это с применением фрагментов других костей этого же пациента, что помогает достичь полной биосовместимости. Это может быть лопатка, подвздошная кость или фрагмент малоберцовой, как было в уже упомянутых случаях, или части других костей пациента. 

Чтобы воссоздать резецированную челюсть, то есть подвергнутую удалению фрагмента, из другой кости организма выпиливается фрагмент соответствующей формы.

Применение 3D-печати позволяет воссоздать на 3D-принтере пораженную область для детального ознакомления и тщательной тренировки перед операцией.

На фото выше — челюсти пациента, трансплантатом для которого стал фрагмент лопатки. Как видно на снимке, произошло полное сращивание имплантированного фрагмента кости с челюстью, что позволило пациенту полностью выздороветь и вернуться к прежней жизни. 

Создание съемного экзопротеза руки в РГУ им. Косыгина

На кафедре промышленного дизайна в РГУ имени А.Н.Косыгина ведется работа над протезом для пятилетнего мальчика Матвея. В работе над проектом используется российский 3D-принтер PICASO 3D. Тщательной проработкой проекта будущего протеза занимается Евгений, завкафедрой «Промышленный дизайн» РГУ Косыгина, и помогает ему Данил, студент МГТУ Баумана.

Прототип напечатан по частям на 3D-принтере Picaso 3D Designer X PRO. Печать производилась пластиками REC Relax и Cyberfiber PVA.

Перед примеркой прототипа протеза Данил и Евгений подвергли напечатаннные на 3D-принтере детали термоформованию, чтобы придать им необходимую форму.

Евгений и Данил продолжат разработку протеза руки для Матвея и намерены добиться результата — создать для мальчика функциональный и удобный протез, а полученные знания применить потом для помощи другим людям.

Накладки на протезы Ottobock

Германская компания по изготовлению протезов, ортопедических устройств и техники для реабилитации «Оттобок» названа в честь основателя — Отто Бокка, создавшего ее в начале XX века, в 1919 году. 

Головной офис компании базируется в Дудерштадте, ФРГ.

Ottobock производит протезы конечностей и технику для реабилитации, такую как инвалидные коляски. 

Инженер российского филиала компании, ООО «Отто Бокк ортопедическая техника», Антон Ивлев рассказал о создании протезных накладок с помощью 3D-печати.

Кроме функциональности протезов, пользователям важен также и их внешний вид, который не должен сильно привлекать внимание — по этой причине компания создает косметические приспособления для протезов, делающие их похожими на здоровые части тела.

Применяя 3D-принтер PICASO Designer XL, сотрудники компании создают индивидуальные накладки на протезы бедра и голени.

Напечатанное на 3D-принтере пластиковое изделие может быть использовано и как часть готового, и как заготовка — для последующего оформления с помощью ламинации пленками.

Ниже приведен пример 3D-печатного внешнего корпуса, накладки на протез, с ламинацией карбоном снаружи и оклейкой кожей изнутри.

Создание накладок выглядит так: 

• 3D-сканирование здоровой конечности клиента;

• Создание отраженной 3D-модели для протеза второй конечности;

• 3D-печать пластиком ABS, занимает около 32 часов.

Для печати используется филамент разных производителей, обычно ESUN.

Далее производится сборка (с предварительной ламинацией, если она предусмотрена конкретным проектом), в том числе установка крепежа, смягчающих деталей и так далее.

Использование ламинации позволяет сделать изделие более прочным и придать ему дополнительные эстетические свойства — нанести паттерн, рисунок, покрытие. 

Раньше на месте подобных накладок применялась набитая поролоном оболочка, или просто намотанный и закрепленный ремнями лист поролона. У таких методов свои плюсы и минусы, но выглядят результаты их применения точно не лучше. 3D-печатные накладки более эстетичны, но и требуют дополнительного времени для их создания.

Плюсы и минусы

Top 3D Shop и производитель дают официальную гарантию на всё поставляемое оборудование и предоставляют техническую поддержку по всем доступным каналам.