A VARINEX Zrt. a 3D nyomtatási bemutatótermébe szervezett speciális témájú bemutató előadást és 3D nyomtatási technológiákat bemutató gyárlátogatást 2016. szeptember 28-án.

 

A VARINEX Zrt. a 3D nyomtatási bemutatótermébe szervezett speciális témájú bemutató előadást és 3D nyomtatási technológiákat bemutató gyárlátogatást 2016. szeptember 28-án.

 

A VARINEX tizennyolc éve elsőként kezdett el Magyarországon 3D nyomtatással foglalkozni, azóta az ipari megbízások mellett nyomtat protéziseket, orvosi bemutató modelleket, de kinyomtatták már Szent László koponyáját is.

 

A bemutató alkalmával Falk György, a VARINEX Zrt. stratégiai vezetője, a 3D nyomtatás üzletág igazgatója  elmondta, az orvoslásban az adatok kinyerése másként működik, mint egyéb tudományágakban, a kinyert adatokat előkészítés alá kell vonni a nyomtatás számára.

A 3D nyomtatásnak ma már rendkívül nagy irodalma van, széles körben foglalkoznak vele, a Varinex a bionyomtatás témakörrel nem foglalkozik, a szövettel foglalkozó biokémiai folyamatokat fontosak, de a Varinexnél nem sorolják a 3D nyomtatás témakörébe. Ebben a témában egy magyar származású biofizikus, Forgách Gábor tett szert nagy elismertségre. Saját, Organovo elnevezésű cége  (http://organovo.com ) már eljutott a működő emberi májszövet nyomtatásáig, ami nem tartalmaz ugyan ereket és idegeket, de első fázisú gyógyszerkísérleti célokra kiválóan használható, a gyógyszergyárak elégedettek vele. Forgách véleménye szerint, még 10-15 év szükséges, amíg elérnek a kisebb méretű emberi szervek teljes nyomtatásához.  

 

A  3D nyomtatáshoz szükséges adatok kinyerése nem egyszerű feladat élő szervezetek esetén. A feladat különleges CT (computer tomograph) segítségével oldható meg, ma már minden CT-ből DICOM formátumban kapjuk ezeket az adatokat. (Digital Imaging and Communications in Medicine ) https://en.wikipedia.org/wiki/DICOM

Ezt a szürke-fokozatos, fekete-fehér röntgenképet fel kell dolgozni a továbbiakban.  

 

A kép előállítása egy röntgen sugárral történő átvilágítást jelent. Egy-egy adott tárgyat sűrű „szeletekben" szkennel a sugár, az egyes rétegek közötti távolság a röntgengép minőségi jellemzője. 1 milliméter alatti távolság már nagyon sok információt hordozhat.  

 

Egy koponya átvilágításakor, 0,5 mm-es vastagságot követő, 7-800 darabból álló röntgenkép sorozat készül.  

A röntgenkép feldolgozása nagyban hasonlít a Photoshop-hoz. A sok képből ki kell választani egyet, amely azt a területet tartalmazza, amelyet szeretnénk végignézni az összes felvételen, az egész eljárás során.  

Az intelligens szoftvert utasítani kell, hogy az összes felvételen a feltalált hasonló árnyalatú, gradációjú képet „ömlessze össze". A feldolgozás során be kell állítani egy küszöbértéket, amelyről a szoftver felismeri a számunkra érdekes képeket, foltokat, erről tudja, hogy az az a szövet, amely érdekel minket.  A szoftver ezeket a képeket megtalálja, átforgatja egy másik formátumba és összeköti őket.  

 

Ezután következik a 3D növesztés, ehhez kidolgoztak egy nagyon drága szoftvert, a MIMIX-et, amely mára már letölthetővé vált.  

http://download.cnet.com/Mimix-3D-Profile-Scanner-Personal/3000-6677_4-75622337.html   

Jelenleg ezt a DICOM röntgen-felvétel formátumot már ingyenes szoftverekkel is fel tudjuk dolgozni 3D-s modellé.  http://download.cnet.com/s/dicom-software   

 

A növesztés után lehet tehát a 2D-s képekből 3D-s ábrát, modellt csinálni. Egy-egy „képszelet"  512 x 512 képpontból áll. Ennél nagyobb felbontás a sugárterhelés korlátai miatt az egészségügyben nem használatos.  

Egy képpont mérete legalább 1 mm, tehát CT-vel ez az elérhető felbontási pontosság. Kedvező viszont, hogy a nyomtatók ennél mind pontosabbak, ezért egy nyomtatóval, pl. egy combcsont nyomtatása gond nélkül megoldható.  

 

A nyomtatás egy un. STL fájl-formátumból történik, a felületet beborító háromszögek alkotta felületi modellt követve.  

https://en.wikipedia.org/wiki/STL_%28file_format%29

 

Egy hiánypótló műtéthez (pl. koponya-rész pótlásakor), a pótló darab felületi modelljének tervező szoftvere a  

MAGICArt, vagy más, annak megfelelő, ingyenesen letölthető szoftver.  

 

Először műanyagból elkészítik a pótlás modelljét, majd steril körülmények között magát a bio-kompatibilis csontcement pótlást, ami beépíthető a betegbe.  

Ma már ez a folyamat lerövidíthető, s azonnal a beépíthető darabot is elő lehet állítani. Az idevágó legprofesszionálisabb, biokompatibilis anyaggal dolgozó, szelektív lézeres készülék rendkívül drága, kezdő ára 1,5 millió euró…       

A közeljövőben egy szolidabb, orvosi titán fémmel dolgozó készülék azonban idehaza is működésbe állhat. Ez „csak" 210 millió Ft-ba kerül majd.  

 

Minden ilyen eljárás lényege; a természet lehető legjobb utánzása. Minden természetes csont külső felülete kemény-, belül pedig lágyabb rács-szerkezetű, ez adja a statikai szilárdságot. Ezt próbáljuk utánozni, mérnöki szakkifejezéssel élve, topológiai optimalizálással. Kevesebb anyaggal azonos, vagy nagyobb szilárdságot elérve.

http://www.gbi.bgk.uni-obuda.hu/oktatas/segedanyagok/geteme/AMI%20-%20Mernoki%20optimalizacio%20a%20gyakorlatban.pdf

 

Csontok esetén a geometriai optimalizáláson van a hangsúly, a csont geometriáját szeretnénk utánozni.

A közvetlen megoldásokat pl. állkapocs-csont tumorok esetén is alkalmazzák, az eltávolított szövetet titánnal és saját csonttal pótolják.  

 

Az optimalizálással előkészített megoldások emberi és társadalmi-gazdasági szempontból egyaránt nagy jelentőségűek, így ez a terület fog a leggyorsabban tért hódítani.  

Csípő protézisek 3D pótlása nagy jelentőséggel bír, a 3D rétegelt megoldással készülő csípő-vápából az USA-ban 60 ezer darab készül évente.  

A csigolyák közötti pótló távtartót is készítik ilyen módon titánból, sajátos belső rács-szerkezettel, amit más módszerrel nem lehetne előállítani.  

A törött végtagok gipsz-kötése is kiváltható; a végtag külső felületét beszkennelik, pl. CT-vel, s egy ingyenesen letölthető szoftverrel egy hálót generálnak erre a felületre, majd szelektív lézer szinterezéssel poliamid porból előállítanak egy kényelmesen viselhető 3D-s hálót, a páciensre szabva.  

 

Nagy jelentőségű az orvostan hallgatók képzésében az élethű 3D modellek alkalmazása a rizikó nélküli beavatkozás elsajátításában, ill. az egyre nehezebben elérhető tetemeken való gyakorlás kiváltásában.   

 

 

Sztojanov Krisztián és Szenner Richárd,  az e-NABLE magyarországi önkéntesei, ismertették tevékenységüket;  szabadidejükben állítanak elő 3D nyomtatott kezeket végtaghiányos gyerekek számára. A kezdeményezés célja az egészséges testkép fogalmának megváltoztatása, nyitottság és játékosság a modern technológiák összekapcsolásával.

http://enablingthefuture.org 

 

 

A mikroprocesszorral vezérelt művégtagok burkolása is megoldható 3D másolatok segítségével.  

Lukoviczki Réka,  az autó-balesetben sérült „RobotGirl", ipari termék és formatervező egyetemi hallgató beszámolt balesete utáni életéről; ő a Lábatlan blog szerzője, aki a sérültek népszerűsítésére, a társadalmi előítéletek elsöprésére, és szociális érzékenység-keltésre, amputáltak segítség-nyújtására adta a fejét. Gyönyörű ruhákat és kiegészítőket tervez mozgáskorlátozottak számára, maga pedig művégtaggal futóversenyző lett.

 

dr. Petneházy Örs és dr. Czeibert Kálmán, állatorvosok beszámolójában megtudhattuk, a JustAnatomy Kft. tagjai  a kutatás és oktatás mellett különböző készítményeket (preparátumokat, csontvázakat, éröntvényeket) állítanak elő a bonyolult anatómiai struktúrák minél jobb szemléltetéshez, emellett 3D-modellezéssel és összehasonlító (CT, MR) keresztmetszeti atlaszok készítésével is foglalkoznak.

http://justanatomy.com 

 

 

A témakörben élenjáró Stratasys cégről megtudhattuk, J750 jelzésű többkomponensű 3D nyomtató berendezése hétféle anyagot képes egy nyomtatási rétegen belül kezelni, 350 ezer színárnyalattal. 

www.Stratasys.com

http://www.zdnet.com/article/3d-printed-bones-new-hyperelastic-material-could-let-doctors-print-implants-on-demand/?ftag=TRE17cfd61&bhid=21122522089672608127688687355795

http://stm.sciencemag.org/content/8/358/358ra127.full 

https://en.wikipedia.org/wiki/Polycaprolactone

 

VARINEX Zrt. 3D nyomtatás üzletága:

3dnyomtatas.varinex.hu

 

Harmat Lajos

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük