Modele anatomiczne z drukarki 3D dla studentów

Kiedy na pierwszym roku studiów znajomi dowiadywali się, że mam dostęp do drukarek 3D, nie mogłam się odpędzić od pytań, czy drukuję sobie modele do nauki anatomii. Niestety, ogólnodostępne modele 3D są mało dokładne, a niskobudżetowa drukarka 3D nie jest w stanie dostatecznie  odwzorować detali nawet ze świetnego modelu czegoś względnie prostego, jak kość. W związku z tym druk 3D do tej pory uważałam za mało przydatny, jeśli chodzi o produkcję pomocy naukowych.

Kierunki medyczne ogólnie generują ogromne koszty w sektorze edukacji, dotyczy to całego świata. W dużym stopniu przyczynia się do tego nauka anatomii przyszłych lekarzy, ratowników i pielęgniarek, a nawet weterynarzy, oraz innych okołomedycznych kierunków, a same atlasy anatomiczne tu nie wystarczają. Jeśli chodzi o ciała ludzkie przeznaczone do celów edukacyjnych, jest ich zdecydowanie za mało. Nałożone są restrykcje dotyczące transportu, importu, czy samego pozyskiwania ciał. W Polsce można podpisać zgodę na przekazanie swojego ciała po śmierci na cele naukowe, właśnie między innymi na zajęcia anatomii. Niestety, darczyńców jest mało, a koszty utrzymywania preparatów w stanie nadającym się do użytku – są wysokie. Preparaty szybko się zużywają. No i trudno zaliczyć do przyjemnych woń formaliny, nie wspominając o zdrowotnych skutkach długotrwałego kontaktu z nią. Do tego konieczne jest prawidłowe wypreparowanie struktur, a to żmudna i czasochłonna praca.

Alternatywy? Modele plastikowe – albo tanie i, powiedzmy to sobie uczciwie, bardzo mało dokładne, albo dużo droższe, zawierające względnie  wystarczającą ilość detali.  Druk 3D może obniżyć koszty produkcji replik przy jednoczesnym poprawieniu szczegółowości. Cena dalej będzie wysoka, jednak dla wielu ośrodków zakup takiego modelu może być dużo bardziej opłacalny niż przystosowanie budynków uniwersytetu oraz zakup sprzętu koniecznego do przechowywania preparatów, może być też jedyną możliwością dla studentów w niektórych rejonach świata na obejrzenie struktur anatomicznych nie w atlasie, a w trójwymiarze.

Monash University zlokalizowany w Melbourne jest pierwszą jednostką edukacyjną na świecie, która zaczęła korzystać z wydrukowanych 3D modeli do nauki anatomii. Uniwersytet współpracował z producentem medycznych pomocy naukowych Erler-Zimmer, posiada też na własny użytek drukarki 3D ProJet 660 i Projet 4500 drukujące z materiałów  VisiJet C4 Spectrum.

Do stworzenia wysokiej jakości repliki ciała ludzkiego konieczne jest stworzenie dokładnego modelu na podstawie danych z badań obrazowych, takich jak CT, oraz skanera 3D. Następnie model jest drukowany – w całości i z uwzględnieniem kolorów na drukarce 3D proszkowej. Powstaly już jednak pierwsze próby stworzenia modelu z kilku materiałów – a konkretniej, studenci weterynarii z University of London mogli uczyć się anatomii końskiej kończyny na replice, w której kości były stworzone z twardego termoplastu, a tkanki miękkie, takie jak ścięgna i więzadła,  z materiału bardziej elastycznego. Elementy były łączone za pomocą magnesów, co umożliwiło studentom  zrekonstruowanie kończyny. Tego typu modele pozwalają na naukę anatomii w sposób dużo efektywniejszy, niż z wykorzystaniem tradycyjnych preparatów.

Do upowszechnienia się drukowanych 3D replik anatomicznych może w znacznym stopniu przyczynić się podpisany w 2015 roku przez Obamę program ulg podatkowych na badania i rozwój w USA.

Źródło: publikacja źródłowa via 3dprint.com