W weekend opisywałem prace badawcze grupy naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Luizjanie, dotyczące wykorzystania niskobudżetowych drukarek 3D pokroju MakerBot Replicatora do tworzenia specjalnych implantów emitujących antybiotyki w ciele człowieka, dziś chciałbym poruszyć równie ważny temat w postaci drukowania 3D protez fragmentów twarzy. Zach Challies, student Uniwersytetu Victoria w Wellington, stolicy Nowej Zelandii opracował nowatorską wkładkę stanowiącą podstawę do zamocowania protezy nosa dla osób, które utraciły go bądź to w wyniku chorób, bądź nieszczęśliwych wypadków. Wkładka jest idealnie dopasowana do ciała pacjenta, gwarantując mu komfort użytkowania, a przede wszystkim minimalizując ryzyko wypadnięcia. Wszystko to za sprawą skanowania 3D i druku 3D.
Projekt 24-letniego Challiesa jest na tyle niezwykły, iż został nominowany do corocznej nagrody Jamesa Dysona, którą nagradzani są projektanci i inżynierowie, którzy opracowują innowacyjne rozwiązania, mające praktyczne zastosowanie w codzienny życiu. Wysokość nagrody to 80 000$, z czego w przypadku wygranej 60 000$ przypada zwycięzcy (reszta rafia do uczelni, która wspierała jego projekt).
U podstaw rozpoczęcia prac stała obawa jaka towarzyszy osobom noszącym protezy nosa, iż mogą one odpaść pod wpływem przypadkowego poruszenia lub potrącenia. Z uwagi na to, iż sam charakter problemu i przypadłości jest dość traumatyczny, dodatkowy strach przed tym, iż można zostać pozbawionym protezy w miejscu publicznym, negatywnie wpływa na samopoczucie osoby ją noszącej i ma wpływ na jej funkcjonowanie wśród innych ludzi. Nie bez znaczenia jest również kwestia ceny takiej protezy, która rzadko bywa tańsza niż 1000$ oraz cały proces jej otrzymania.
Challies opracował dwa rozwiązania:
- pierwsze, w postaci dynamicznej podstawy do protezy zapewniającej stabilność i lepsze osadzenie, którą zakłada się w miejscu nosa; dzięki dokładnemu dopasowaniu do ciała pacjenta jest ją bardzo trudno wytrącić; koszt protezy to ok. 50$
- drugie, składające się z dwóch elementów jest przeznaczone dla osób chcących uprawiać sport, lub wykonywać czynności zagrożone kontaktem fizycznym w okolicach twarzy; w tym przypadku proteza posiada dodatkową ochronę, chroniącą wewnętrzną część twarzy i otworu nosowego przed ewentualnym uszkodzeniem; koszt tej wersji protezy wynosi ok. 100$.
Aby stworzyć tego typu protezy, zespół Challiesa zeskanowała twarz pacjenta ręcznym skanerem 3D – Artec Spider. Za jego pomocą stworzyli model cyfrowy, z którego wygenerowali plik STL, który posłużył do wydrukowania makiety twarzy na drukarce 3D w technologii FDM. Na modelu cyfrowym zespół projektował kolejne wersje protezy a na makiecie sprawdzał jak dana proteza będzie zachowywała się w rzeczywistości. Protezy zostały wydrukowane na profesjonalnej drukarce 3D Objet Connex 350.
W ostatecznym rozrachunku projekt Challiesa wpisuje się idealnie w rozwój niskobudżetowego druku 3D w medycynie. Chociaż do samego wydruku 3D protez potrzebna jest w dalszym ciągu profesjonalna i droga maszyna, to koszt stworzonych za jej pomocą protez jest kilkadziesiąt razy mniejszy od tych tworzonych tradycyjną metodą. Co więcej, dzięki włączeniu w cały proces skanerów 3D, można tworzyć super dopasowane protezy, jakich nie udałoby się stworzyć w żaden inny sposób. W końcu każda z protez może być w bardzo łatwy i tani sposób powielana. W gruncie rzeczy wszystko co potrzeba do tego to plik STL i kontakt do firmy będącej w stanie wydrukować na jego podstawie model z określonego materiału do druku 3D.
