Дизайн уникального протеза для травмы черепа в VISI

Врачи и инженеры маленького мексиканского штата Куэретаро использовали программный CAD/CAM/CAE комплекс VISI для создания черепного протеза из титана, изготовленный на 3D-принтере, для пациента, получившего выстрел в голову.

Выстрел повредил левую сторону черепа, но после года реабилитации пациент был выбран для получения революционного протезного импланта, созданного путем процесса c приращениями титановых частиц - инновационного метода производства, который успешно применяется в индустрии космонавтики.

"Мы тесно сотрудничали с командой медиков, доводя конструкцию до совершенства. Все отверстия и крепления служат определенным целям. Было важно, что наше изделие будет естественно взаимодействовать с человеческим телом, позволяя взаимодействие костной ткани и течением жидкостей в черепной коробке."

Элиас Эрнандес, проектировщик

Для производства импланта был использован порошкообразный титан хирургического класса, связанный на молекулярном уровне лазером высокой интенсивности - в результате была получена компактная, стойкая и биосовместимая структура. Трехмерная печать выполнялась на устройстве прямого лазерного спекания металлов EOSINT M280 DMLS, стоящего около полутора миллионов долларов. Печатающее напрямую с CAD-файла устройство оборудовано 200- и 400 W фибролазером, который расплавляет тонкий металлический порошок и создает изделие слой за слоем. Этот метод используется для создания геометрии особой сложности, которые невозможно произвести обычными методами.

Протез был спроектирован с использованием комплекса VISI от Vero Software - за проектирование бесплатно взялись дизайнеры и инженеры мексиканского дистрибьютора Vero Software VISI Series México - Рауль Морено, Сальвадор Энрикес и Элиас Эрнандес.

Для того, чтобы такой важный технологический прорыв стал реальностью, VISI Series México сотрудничала с фондом современной биоинженерии в Латинской Америке (BHA).

Медицинская команда предоставила оригинальный файл проекции всей головы в формате STL, выполненный сканером компьютерной томографии и магнитного резонанса. На основе этого файла был отпечатан внутренний пластиковый прототип для анализа формы отверстия в голове. Работая вместе с докторами, дизайнеры переработали модель прототипа, создав равномерное отверстие без фрагментов. После того, как топология черепа стала соответствовать ожиданиям, модель прототипа отсканировали и снова импортировали, теперь уже в VISI.

Далее, область кривых была скопирована со здоровой стороны черепа и вставлена зеркально в левую сторону, чтобы закрыть отверстие. Затем создали поверхностную модель протеза и снова показали ее докторам, которые посоветовали, какую структуру креплений выбрать и в каких местах расположить винты, чтобы модель соответствовала требованиям и сложностям черепной анатомии. В этот момент пластиковый протез распечатали и соединили с прототипом головы для проверки креплений. Когда дизайн был признан окончательным, модель отправилась в США, где ее распечатали на 3D-принтере EOSINT M280 DMLS. Расходы на печать в размере восьми тысяч долларов покрыла частная компания из Куэретаро с поддержкой фонда ВНА.

Руководитель проекта, доктор Хильберто Лопез - специалист по оральной и черепно-лицевой реабилитации - работал вместе с экспертами по нейрохирургии и челюстно-лицевой хирургии, консультируясь о дизайне импланта, и успешно подготовил модель хирургического титанового протеза.

Рассказывая о процессе проектирования протеза, дизайнер Элиас Эрнандес говорит: "Мы тесно сотрудничали с командой медиков, доводя конструкцию до совершенства. Все отверстия и крепления служат определенным целям. Было важно, что наше изделие будет естественно взаимодействовать с человеческим телом, позволяя взаимодействие костной ткани и течением жидкостей в черепной коробке. Так как протез сделан из металла, мы должны были обеспечить, чтобы мозг не нагревался."

Хирургическая процедура длиной в 4 часа была проведена в государственном госпитале мексиканского города Сан Луис Потоси командой нейрохирургов и специалистов в области челюстно-лицевой хирургии и оральной реабилитации, которые работали на добровольных началах.

Генеральный директор VISI Series México Рауль Морено заключил: "Целый ряд стран, в том числе Англия, США, Китай и Испания уже начинают использовать подобные технологии для лечения пациентов с врожденными или приобретенными черепно-лицевыми деформациями. Такой процесс дает возможность проектировать и производить индивидуальные протезы быстро и безопасно, они функциональны и эстетичны и значительно улучшают качество жизни пациента. Мексика занимает свое место среди пионеров - создателей индивидуальных титановых протезов. Факт того, что группы техников и врачей смогли на добровольной основе объединиться на благо общества дает нам почву для гордости."

 

 

Предыдущие значения  |  Далее