Stratasys vylepšuje 3D tiskárnu J750 Digital Anatomy
7. 12. 2020
Společnost Stratasys, lídr v oblasti 3D tisku, vylepšila svou 3D tiskárnu J750 Digital Anatomy o schopnost simulovat kosti, které nejenže vypadají opravdově, ale jsou i biomechanicky realistické, což je podloženo klinickým výzkumem. Aktualizace softwaru umožňuje systémům napodobovat porézní kostní struktury, fibrotickou tkáň a vazy, takže lékaři mohou vytvářet modely, které se chovají stejně jako lidské kosti.
Tiskárna Digital Anatomy byla poprvé představena před rokem a pomocí výkonného softwaru Digital Anatomy a materiálů jako GelMatrix a TissueMatrix se původně zaměřovala na napodobení měkkých kardiologických tkání, jako jsou srdce a krevní cévy. Tato technologie pomohla poskytovatelům zdravotní péče zlepšit chirurgickou připravenost a výrobcům zdravotních pomůcek provádět testování a školit zdravotnické pracovníky na nových zařízeních. Materiál BoneMatrix s vylepšenými softwarovými funkcemi rozšiřuje tyto výhody na ortopedické aplikace.
“Věříme, že lepší příprava vede k lepším klinickým výsledkům,” uvedl viceprezident Osnat Philipp, který vede globální tým zdravotní péče ve společnosti Stratasys. “Mechanické vlastnosti kostí jsou základem schopnosti naší kostry podporovat pohyb, poskytovat ochranu našim životně důležitým orgánům a v konečném důsledku ovlivňovat naši kvalitu života.” Možnost 3D tisku modelů, které jsou pro každého pacienta biomechanicky přesné a unikátní, je pro tuto přípravu zásadní.“
Navzdory vysoké poptávce po modelech kostí, mají tradiční možnosti modelů vážné nedostatky. Lékařský průmysl tradičně používá lidské kosti z mrtvých těl nebo zastaralá řešení 3D tisku, která se ukázala jako nedostatečná. Lidská kost je drahá, obtížně dostupná a těžko získatelná s potřebnými patologickými charakteristikami, jako jsou nádory nebo deformace, které odrážejí různý věk. Běžně vyráběné modely kostí také postrádají tyto vlastnosti specifické pro každého pacienta a další tradiční řešení 3D tisku jsou biomechanicky nereálná. Naproti tomu, ať už jde o zavedení šroubu či vrtání nebo řezání kosti, mohou lékaři od modelů z 3D tiskárny Digital Anatomy očekávat haptickou zpětnou vazbu, která je velmi realistická, a každý model lze vytvořit ze skutečného skenu pacienta.
3D tištěné modely lebky a páteře pro lékařské semináře umožňují lékařům procvičovat řezání a vrtání kostí, uvedla odborná ředitelka dětské nemocnice na Floridě. Zaměřila se na použití nejmodernější simulace, aby transformovala pediatrický výcvik a vzdělávání. “Příležitosti se mi zdají nekonečné, protože lékaři mohou operovat dříve, než skutečně operují. “Zkrátí se tak délka chirurgického zákroku, sníží se morbidita i mortalita. Také to napomáhá zkrátit čas, kdy je pacient v anestezii, což je lepší pro vývoj mozku.“”
Samotná 3D tiskárna je sice špičkovou technologií, ale její výkon odemyká teprve software Digital Anatomy. Více než 100 sofistikovaných předvoleb bylo vyvinuto a zdokonaleno v průběhu let odborného testování ve spolupráci s předními akademickými zdravotními centry a nemocnicemi po celém světě. Například meziobratlové ploténky mohou být vytištěny s normální anatomií nebo s degenerativními změnami. Klouby mezi obratli lze tisknout v různém stadiu ztuhlosti. Hustší struktura kosti lebky se liší od obecných kostí. Dlouhé kosti lze tisknout s různým množstvím dřeně. Pro zajištění správných biomechanických vlastností se na úrovni 3D voxelů vyrábí různé kombinace materiálů.
Vědci z Laboratoře výpočetní mechaniky a experimentální biomechaniky na univerzitě v Tel Avivu provedli klinické hodnocení charakteristik kostních modelů, které byly vytištěny na systému Digital Anatomy, konkrétně se zaměřením na to, jakou silou (krouticí moment Nm) lze dotahovat kortikální a spongiózní šrouby do vytištěné kosti. Studie z roku 2020 dospěla k závěru, že tažná síla ortopedických šroubů u 3D tištěných modelů měla podobnou haptickou odezvu jako u lidské kosti mrtvého těla.
Druhá studie, kterou letos provedli vědci z Laboratoře pro vědu a techniku materiálů Technion Institute of Technology v Izraeli, prokázala mechanickou přesnost 3D modelů páteře v porovnání s páteří mrtvého těla. Studie prokázala, že 3D tištěné modely bederních obratlů přesně odpovídaly rozsahu pohybu ve srovnání s publikovanou literaturou o lidské páteři.
Další informace o 3D tiskárně Digital Anatomy jsou k dispozici přímo na naší produktové stránce: 3D tiskárna Digital Anatomy.
