Применение 3D-принтеров Raise3D в медицине и стоматологии

Из этой статьи вы узнаете о различном применении 3D-принтеров Raise3D в медицине и стоматологии — как непосредственно для лечения, так и в более широком спектре применений.

Содержание:

3D-печать на Raise3D в лучевой терапии

фото1

Корейский институт радиологии применяет 3D-принтер Raise3D Pro2 Plus с двойным экструдером для производства приспособлений для радиотерапии и радиологии.

Болюсы

Традиционные болюсы, которые призваны регулировать глубину проникновения излучения, не подходят идеально для каждого конкретного пациента. Это приводит к промежуткам между тканями пациента и болюсом, что может уменьшать количество поглощаемого пациентом излучения, а это уменьшает эффективное воздействие.

Корейский институт радиологии применяет 3D-печатные болюсы, что оптимизирует облучение к анатомии каждого отдельного пациента, обеспечивая плотное прилегание излучающего материала к коже, а значит — максимально эффективное облучение.

фото2

Также лаборатория способна печатать точные копии частей тел пациентов, они используются для планирования лечения.

фото3

Точность печати и высокая производительность Pro2 Plus дают возможность печатать крупные болюсы, а также модели для планирования лечения и повышения его точности. Область печати Raise3D Pro2 Plus, составляющая в высоту шестьдесят сантиметров, экономит медикам очень много времени, так как дает возможность печатать очень крупные объекты целиком.

Маски

Команда института проверяет воздействие радиации на новый материал, исследуя возможность создания из него масок от излучения для рентгенологов. Обычно радиоэкранирующие материалы весьма недешевы и сложны для обработки. Медики пробуют разные материалы для печати масок высокой плотности. Образцы проверят на томографе. Повышенная температура печати Raise3D Pro2 Plus предоставляет для таких экспериментов больше возможностей, чем 3D-принтеры с более низкой температурой нагрева филамента.

Исследования

фото4

ПО Raise3D IdeaMaker предоставляет возможность печатать на Pro2 Plus тестовые модели разной детализации, плотности заполнения и точности, что дает большее поле для экспериментов.

Команда доктора Джона Чоя, используя 3D-печать в радиологии, нашла в ней множество возможностей для более широкого применения разных материалов, в том числе — содержащих металлические волокна, и собирается использовать их в исследованиях, применяя расширенную совместимость в рамках концепции Raise3D Open Filament.

3D-печать на Raise3D в обслуживании МРТ

фото5

Магнитно-резонансная томография помогает медикам проводить точную диагностику заболеваний. МРТ имеет преимущества перед другими типами исследований, такими как компьютерная томография и рентгенография. Прежде всего — это безопасность пациента и высокая точность выходных данных. Главный недостаток этой технологии – дороговизна самой процедуры и оборудования для нее.

О применении 3D-печати в обслуживании аппаратов для МРТ рассказал Виталий, сотрудник «МРТ-сервис».

Как в обслуживании МРТ, КТ и другой медтехники используются 3D-принтеры:

Шим-девайс

Для обслуживания аппаратов МРТ нужны дорогостоящие устройства. Например, для получения однородного поля нужно проводить шиммирование — регулировка частоты. Шим-девайс, весьма недешевый прибор, необходим для корректной работы медтехники.

Шим-девайсы производятся очень малыми партиями и купить их очень сложно, практически невозможно. 3D-моделирование и 3D-печать позволяют создать подобный по функционалу инструмент своими силами.

Антенны

Создание антенного прибора для поиска помех — еще одна возможность применения 3D-проектирования и печати в МРТ. Корпус такого прибора также печатается на 3D-принтере.

Катушки для МРТ

Также печатаются катушки для МРТ и мелкие комплектующие. Небольшие запчасти, всевозможный крепеж и т.д.

Так как МРТ работает в сильных магнитных полях, магнитные металлические детали здесь не годятся — используются пластик и алюминий. Пластик это обычно PLA, так как он считается экологически чистым, потому что производится из кукурузы. Если надо создать шестерни и другие механически нагруженные детали, то применяется и ABS.

Компания использует три 3D-принтера — два FDM и один фотополимерный.

Раньше использовался Hercules, и он отлично показал себя, но уже поизносился, напечатав более ста кило пластика. В качестве замены ему купили Raise3D Pro2 Plus.

Окупаемость

Специфика использования 3D-оборудования в сфере МРТ не позволяет напрямую оценить окупаемость 3D-принтеров, но они позволяют экономить время и трудозатраты, увеличивать скорость работы.

В «МРТ-сервис» говорят, что 3D-принтеры ускорили процесс в 5-7 раз.

Например, на разработку антенны для поиска радиопомех ушел год, из них на электронику — всего около двух месяцев.

Больше всего времени занимает прототипирование, обычно это 10-15 промежуточных вариантов. 3D-печать позволяет создавать прототипы быстро и дешево, если бы это делалось сторонней компанией — ушло бы несколько лет.

Антенна после печати на Raise3D Pro2 Plus

Процесс покраски антенн

Готовая антенна

Упакованная антенна и полная комплектация

Все прототипы в компании печатаются термопластиком на 3D-принтере. По достижении искомого результата модель передается в сторонние организации — для SLS-печати финальной версии полиамидом, который дает более ровную поверхность.

Приобретать свой SLS-принтер для этих целей — дорого и избыточно, такие задачи не так часты.

Прототипы специализированных катушек для МРТ делаются также на 3D-принтере. В России никто не делает катушки, а потребность в этом есть, поэтому компания занялась и их созданием.

Печать катушки для МРТ на Raise3D Pro2 Plus

Катушка магнитно-резонансного томографа МРТ, по устройству своему, это комплекс направленных антенн с узким диапазоном, улавливающий магнитно-резонансный сигнал от объекта.

Такие катушки обтягиваются кожей, так за ними потом проще ухаживать.

Напечатанная катушка с вмонтированным креплением

Катушка, обтянутая кожей

3D-печать против других способов производства

При изготовлении прототипов из эпоксидки со стеклотканью или папье-маше страдает точность и повторяемость.
При заказе прототипов и деталей на аутсорсе получается дорого или долго.

3D-печать на Raise3D дентальных моделей

Фредерик Лапэйр, основатель лаборатории «Орто 34», Франция:

«Это был совершенно новый опыт для меня, я раньше не использовал 3D-принтеры, но сейчас на сегодняшний день результаты весьма точны и стабильны. Я рад, что имею Raise3D N1 и N2. Их области построения идеальны для моих стоматологических моделей. Печать двумя экструдерами и пластик Raise3D дают отличный конечный результат. Счастлив, что приобрел эти принтеры.»

Лаборатория оборудована 3D принтерами, которые используются для оказания широкого спектра услуг в области стоматологии.

3D-принтеры позволяют печатать стоматологические модели из пластика, вместо традиционных из гипса, что дает более высокую точность и качество.

Дентальная модель напечатанная на 3D принтере Raise3D с применением PLA пластика

Отсутствие необходимости снимать слепки при использовании интраорального 3D-сканера делает процесс дешевле, быстрее, менее неприятным для пациента.

Процесс

Ортодонты скидывают в лабораторию файлы в формате STL, которые затем готовятся к печати в ПО ideaMaker. Напечатанные модели отправляются к сделавшему заказ ортодонту.

Печать стом. моделей на 3D-принтере Raise3D пластиком PLA

Проблема

При отливке ротовой полости пациента из альгинатной массы, как делалось по традиционной технологии, процесс занимает много времени и требует его от обоих, стоматолога и пациента. Используемые в нем материалы также делают процедуру максимально неудобной и дорогостоящей, в том числе и потому, что отверждение массы и последующая очистка полученной модели также отнимают много времени.

Решение

При применении 3D-печати нужно намного меньше участия как пациента, так и врача, и намного меньше времени обоих. 3D-принтер может всю ночь печатать без участия человека, а с его точностью можно избежать некоторых ошибок, которые иногда случаются при работе по традиционной методике создания дентальных моделей.

Плюсы и минусы 3D-печати на Raise3D в медицине

Создав прототип, можно отдать STL-файл на печать на промышленном принтере и получить деталь с идеальной поверхностью.
Принтер очень помогает во всех задачах, где не нужна мегаточность, и не только в рабочих — всякие бытовые мелочи для дома получаются намного дешевле покупных аналогов, — от рамок и кронштейнов до шестеренок для мясорубки или блендера.
Один сотрудник, знакомый с 3D-моделированием и печатью, может за день смоделировать и запустить модель, на следующее утро получив готовую деталь.

Слой в 0,1 мм не дает возможности печатать готовую продукцию, если необходима более высокая точность. Но в большинстве медицинских применений такой точности более чем достаточно.

Top 3D Shop и производитель дают официальную гарантию на всё поставляемое оборудование, а также оказывают техническую поддержку и гарантийное обслуживание.