reprapy.pl

Żeby nie było, że tylko drukuję breloczki, zabawki i wieszaki na papier toaletowy

Popełniłem ostatnio kilka projektów pośrednio związanych z tematem chirurgii. Oto dzisiejszy:

Założenie:
Konwersja obrazu żuchwy po złamaniu do pliku stl. Obraz pierwotny uzyskany metodą tomografii komputerowej. Wydruk obrazu wykonany w skali 1:1 jak najlepszym odwzorowaniem uszkodzeń.
Cel:
Chirurg, na podstawie wykonanego wydruku, jeszcze przed operacją wykonuje implanty, które dopasowuje do uszkodzeń. Najważniejsze jest to, że implant dopasowywany jest jeszcze przed operacją i praktycznie "wkładany" w pacjenta "na gotowo". Taki sposób wykonania implantu skraca czas operacji o ponad godzinę.
Do tej pory chirurg, po otwarciu pacjenta musiał "na żywym organiźmie" dokonywać preparowania implantu, co znacząco wydłużało zabieg i narażało pacjenta na dodatkowe powikłania. Dodam tylko, ze to nie jest wyrwanie zęba, tylko poważny zabieg chirurgiczny, który trwa z reguły kilka godzin.

Foto wydruku wstawię w kolejnym poście, ponieważ jeszcze się nie skończył.

To jest właśnie idealny przykład, jak prosta drukarka 3D może znacząco poprawić efektywność medycyny. Korzyści są ogromne, koszty znikome.

Czy jest to opłacalne? Na obecną chwilę nie! Takie operacje wykonuje się tylko w szpitalach NFZ, gdzie procedury nie obejmują tego typu niestandardowych działań i szpital na pewno za to nie zapłaci. Tu wchodzi w grę tylko dobra wola operatora, który będzie płacił z własnej kieszeni za tego typu udogodnienia. A pacjent? Może poleżeć 1 - 1,5 godziny dłużej na stole, a co tam. No i liczy się czas. Po decyzji o operacji jest około 1 dzień na wykonanie pełnego projektu.

Jak już wstawisz zdjęcia, możesz podać od razu parametry druku (warstwa, wypełnienie, materiał, prędkość)?

A widzisz gdzieś wydruk

Wydruk nie musi być "piękny". Ma być funkcjonalny, zresztą i tak ląduje w koszu po wykonaniu implantów. A implanty są "plug and play" - dobrze wykonane pasują od strzału.

Drukowałem na tym, co miałem akurat założone w drukarce:

PLA - Plast Spaw - pomarańczowy
Warstwa - 0.16
Wypełnienie: 40 %
Prędkość: 40 mm/s
Podpory: wszędzie
Czas wydruku na Ender3 - 19.5h

Pisząc tego posta nie chciałem chwalić się wydrukiem, bo nie ma czym. Każdy może coś takiego wydrukować. Chodzi mi głównie o przyspieszenie procesu operacji i redukcję kosztów z nią związanych. Skrócona o 1 -1,5 h operacja to koszt nieporównywalnie większy niż koszt wydruku. Dodatkowo wszyscy wiemy, że im krócej pacjent pozostaje otwarty pod narkozą, tym ryzyko powikłań mniejsze (kolejne koszty w dół).

Wincyj! A dlaczego wincyj? Bo się nie znam i mam pytania.
Mamy wydruk i co dalej? Jak robi się implant? Jaki materiał?
Serio pytam

Przypomniała mi się mina mojego ortopedy jak na 3 wizycie przyniosłem mu wydrukowany z białego PLA mój zgruzowany bark xD

sagittario pisze:Wincyj! A dlaczego wincyj? Bo się nie znam i mam pytania.
Mamy wydruk i co dalej? Jak robi się implant? Jaki materiał?
Serio pytam

A dalej to ja już dokładnie nie wiem, gdyż nie jestem chirurgiem, ale z tego co mi wiadomo to:
Implanty zespalające wykonuje się z cienkiej blachy, ze stali chirurgicznej, którą odpowiednio profiluje się na wydrukowanym modelu. Widać wtedy jakiej ilości wkrętów trzeba użyć, jak wyprofilować implant, itp. Ilość implantów i miejsca zespolenia ustala się na podstawie uszkodzeń. W tym przypadku będzie to min 2 szt. Od wewnętrznej i zewnętrznej strony żuchwy. Jeżeli uszkodzenie jest bez większych ubytków, to po zespoleniu, kość zrasta się samoczynnie, jeżeli ubytki są większe, to wypełnia się pustą przestrzeń jakimś "cementem". Po kilku miesiącach, po pełnym zespoleniu powinno się implanty usunąć.

I to tak właśnie w skrócie wygląda. Tutaj oszczędzamy masę czasu na wyprofilowaniu, dopasowaniu i sterylizacji implantów, które przygotowywane są wcześniej, a nie w momencie operacji.

Taka metoda idealnie sprawdza się w przypadku uszkodzeń skomplikowanych części szkieletu, takich właśnie jak kości twarzoczaszki, kości dłoni, stóp. nie ma sensu stosować jej w przypadku złamań piszczeli.

I tutaj mam pytanie, jakie zadał mi chirurg, dla którego ten projekt wykonuję. Czy istnieje materiał ogólnie dostępny, nietoksyczny, który wytrzyma kilkudziesięciominutową sterylizację i nie odkształci się, z którego można by było wykonać implant do zespolenia, a po kilku miesiącach go usunąć? Chodzi o zaprojektowanie na podstawie modelu jaki wstawiłem w pierwszym poście takiego implantu, wydrukowanie, sterylizacja i wstawienie.

Snake pisze:Czy istnieje materiał ogólnie dostępny, nietoksyczny, który wytrzyma kilkudziesięciominutową sterylizację i nie odkształci się, z którego można by było wykonać implant do zespolenia, a po kilku miesiącach go usunąć?

Jeśli chodzi o filament, to można kupić taki PEEK: https://www.3dprintingmedia.network/evo ... -implants/

Nylon jest używany, ale... nie da się go przy fdm dobrze wyjąć.

Zawsze coś tam wrośnie.


(Znaczy, sterylizuje się, dobrze drukuje, wytrzymały etc, a z każdego fdm masz wrosty).

FlameRunner pisze:

Snake pisze:Czy istnieje materiał ogólnie dostępny, nietoksyczny, który wytrzyma kilkudziesięciominutową sterylizację i nie odkształci się, z którego można by było wykonać implant do zespolenia, a po kilku miesiącach go usunąć?

Jeśli chodzi o filament, to można kupić taki PEEK: https://www.3dprintingmedia.network/evo ... -implants/

Materiał ciekawy, ale temperatura i warunki druku... Bez udziału finansowego szpitala bądź kliniki raczej temat średnio opłacalny, a jak napisałem wcześniej, nowe technologie nie są w żaden sposób finansowane, a szkoda, bo dostrzegam same plusy "dodatnie" inwestowania w tą technologię.

Nie jest tak źle. Są jeszcze żywice - np to: https://www.detax.de/en/content/3D-Produkte.php
To może być nawet lepsze od FDM.

A tak wygląda obiekt po wydrukowaniu.

Kolejne pytanie mam
W jakim stanie to zostanie dostarczone? Bo "kość" jest chyba przerwana, prawda? Więc jak poodrywasz to zostaną dwa elementy. Więc jak te elementy złożyć aby chirurg pomajstrował przy tym i zachował wymiary? Czy zostanie to w takiej formie w jakiej jest na stole?

Masz rację, kość jest przerwana, więc ja już nic nie kombinuję. Oddaję to chirurgowi "na szkle", nawet supportów nie usuwam. Jak wcześniej wspomniałem, nie znam się na chirurgii i nie wiem jaka będzie obrana procedura operacji. Moja rola kończy się na wydruku.
To mój kolega, więc raczej lustro mi nie zginie Ale jak bym miał to robić komuś innemu, to wydrukował bym to na jakiejś na szybko dodanej płytce.

Tak w ogóle, z tego co się zdążyłem zorientować, jest to bardzo skomplikowane złamanie, więc operacja też będzie mega skomplikowana. Stąd właśnie decyzja, żeby to, co można zrobić wcześniej, zrobić wcześniej, a nie w trakcie.

Świetna sprawa.
Myślę że kolejny krok to podwójny ekstruder i kontrastujące podpory wydruku (lub rozpuszczalne).
A jeszcze kolejny krok, ale trochę droższy, to zapewne wymodelowanie ubytków na komputerze i druk spiekaniem proszków tytanu. Wtedy chyba nic nie trzeba by usuwać? (tak, wiem, nie przy tym enefzecie).

Tak, jak piszesz, kolejnym krokiem będzie podwójny ekstruder. Po recenzji TDI-CAD o Climber 7, w grudniu idzie ta drukareczka na tapetę.

O modelowaniu myśleliśmy już jakiś czas temu, stąd moje pytanie o filamenty. Gdyby to miało zadziałać na szerszą skalę, to bym zainwestował w budowę drukarki która łyknie plastik, który Flame podlinkował. Albo bawił się polimerami z linku dziobu. Zobaczymy jak to się rozwinie. Tu oprócz możliwości jest jeszcze opór materii ludzkiej.

Snake pisze:Masz rację, kość jest przerwana, więc ja już nic nie kombinuję. Oddaję to chirurgowi "na szkle", nawet supportów nie usuwam. Jak wcześniej wspomniałem, nie znam się na chirurgii i nie wiem jaka będzie obrana procedura operacji. Moja rola kończy się na wydruku.
To mój kolega, więc raczej lustro mi nie zginie Ale jak bym miał to robić komuś innemu, to wydrukował bym to na jakiejś na szybko dodanej płytce.

Tak w ogóle, z tego co się zdążyłem zorientować, jest to bardzo skomplikowane złamanie, więc operacja też będzie mega skomplikowana. Stąd właśnie decyzja, żeby to, co można zrobić wcześniej, zrobić wcześniej, a nie w trakcie.

Po co na szkle? Wydrukuj to na grubym rafcie lub dodaj inny model jako podstawę spajającą.

Są filamenty z proszkami metalowymi. W tym z proszkiem stalowym 316L, która to jest, o ile się nie mylę, nazywana stalą chirurgiczną. Taka stal nadaje się na implanty?
Basf produkuje filament, z którego model drukuje się w pewnej skali i potem odsyła im do spiekania - tu niestety minus - potrzebny czas.
https://bitfab.io/blog/metal-3d-printing/
Ale jest jeszcze np coś takiego: https://www.thevirtualfoundry.com/ - te tutaj obrabia się we własnym zakresie. Ponadto widzę że mają jakiś filament z ceramiką cyrkonową. A z jakiejś ceramiki bazującej na cyrkonie (chyba tlenku ZrO2) robi się korony implantów zębowych. Niestety obawiam się dość dużej porowatości i problemów z resztkami wypalonego tworzywa wewnątrz struktury. Ale jakiś polski instytut opracował bakteriobójczą powłokę do implantów, może by dało radę szybko nawet taki dodruk powlekać i mogło by parę tygodni wytrzymać w organizmie.

Nature polecam:
https://www.google.com/search?q=3d+prin ... ery+nature

dwa pierwsze linki z brzegu:
https://www.nature.com/articles/s41598-020-68578-y
https://www.nature.com/articles/srep21704

linki do pełnych wersji artykułów w prawym górnym rogu, jbc