قصة كيف طبع Prototypster أول نموذج سيليكون ثلاثي الأبعاد لروسيا لقلب بشري

النموذج الأول للقلب ، "الذي ينمو" من السيليكون باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يمكن أن يجعل الحياة أسهل للجراحين ، المقيمين ، الذين ما زالوا يمارسون مهاراتهم في قلوب الخنازير. وعلى الرغم من أن أعضاء الخنازير قريبة من الإنسان من نواح عديدة ، فإن الحجة الوحيدة في صالحهم هي إمكانية الوصول. قلب السيليكون ، بدوره ، هو جهاز محاكاة قابل لإعادة الاستخدام للعمليات التعليمية. يسمح لك بعمل شق ، ثم خياطته ، وهكذا عدد المرات التي يرغب فيها قلب الجراح. سيتحدث Prototypster عن الكيفية التي تمكنا بها ، نحن الأوائل في روسيا ، من إنشاء مثل هذا الجهاز الفريد.


الطب هو أحد أكبر تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد. العلم يتقدم على الخيال العلمي: فهو الآن يطبع العظام وزرع الجمجمة والجلد والأوعية الدموية وحتى الأورام السرطانية.
في الآونة الأخيرة ، في جميع أنحاء العالم ، يسعون جاهدين للتبديل إلى محاكيات محاكاة مثل قلوبنا. في المملكة المتحدة ، على سبيل المثال ، أظهرت جامعة Nottingham Trent قلبًا مطبوعًا من عدة أنواع من هلام السيليكون. وعلى الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد أصبحت أرخص باستمرار وتسمح لك بالتجربة أكثر فأكثر ، فإن عمل نسخ من الأعضاء البشرية لا يزال مهمة صعبة وغير عادية.

شؤون القلب

تحولت إلينا شركة "INNORTA" ، وهي مطور لأنظمة الأجهزة والبرامج عالية التقنية لعلاج إعادة التأهيل ، لتنفيذ هذا المشروع. لم تنجح المحاولات الأولى لطباعة نموذج قلب جبسي ملون ، لذلك بدأنا في البحث عن مادة أخرى.
تم إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد وفقًا للصورة المقطعية لقلب بشري حقيقي. استنادًا إلى نموذج ثلاثي الأبعاد على طابعة ثلاثية الأبعاد ، تم تصنيع القالب الرئيسي لأول مرة من البلاستيك ، وقمنا بالفعل بصنع قالب للصب من السيليكون. أصبحت إمكانية الحد الأقصى من التفاصيل معيارًا حاسمًا عند اختيار مادة لطباعة نموذج رئيسي. الأنسب في هذه الحالة كان تقنية التلبيد بالليزر للبولي أميد(تلبد بالليزر الانتقائي) ، والذي يسمح لك بعمل تصميم رفيع الجدران ، ولكن قوي مع تفاصيل ممتازة.

يجب تعديل عينة القلب المطبوعة الأولى المصنوعة من السيليكون بشكل طفيف يدويًا ، مما يؤدي إلى زيادة سماكة بعض الجدران بالبلاستيك. تم إجراء تغييرات بصرية في وقت لاحق على النموذج ، مما أدى إلى تحسين النتيجة النهائية. هناك أيضًا خيار طباعة القلب في أجزاء - تسمى هذه التقنية صب الدوران. بدلاً من نموذج واحد ، نحصل على نماذج من عدة أجزاء تبسط إنشاء القوالب. يتم لصق أجزاء المنتج بعد الطباعة معًا في واحد ووضع اللمسات الأخيرة عليها ، وإزالة اللحامات بينهما.



أول نموذج سيليكوني للقلب جعل من الممكن فهم إمكانات طباعة Prototypster 3D في الطب. في الوقت الحالي ، نقوم بتطوير رسومات لنظام تصنيع القلب الدوار. من المخطط أن يتم تقديم أجهزة محاكاة السيليكون للعيادات في جميع أنحاء روسيا لتدريب الجراحين في المستقبل.

تُظهر كيفية إنشاء نموذج أكثر دقة

للعالم أن لدينا شيئًا نسعى إليه: في نهاية شهر يونيو من هذا العام ، أعلن متخصصو صحة الطيف في مستشفى هيلين ديفوس للأطفال في غرب ميشيغان في الولايات المتحدة عن التنفيذ الناجح لطرق التصوير الشائعة لإنتاج نموذج تشريحي ثلاثي الأبعاد لقلب المريض.

دمج التصوير المقطعي المحوسب (CT) وتخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعادتم تطبيق (3DTEE) بنجاح لطباعة نموذج ثلاثي الأبعاد هجين. للحصول على أكبر قدر من الدقة والتفاصيل ، أضاف الخبراء أداة أخرى لهم - التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).



استخدم فريق Spectrum Health برنامجًا متخصصًا لتسجيل الصور باستخدام طرق مختلفة. التصوير بالرنين المغناطيسي والكمبيوتر هي أدوات لتصور نموذج ثلاثي الأبعاد. ووفقًا لجوزيف فيتوكاتيل ، دكتوراه في الطب ، فإن تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد (MDTEE) جعل من الممكن طباعة نماذج ثلاثية الأبعاد للمرضى الذين يعانون من أمراض القلب الخلقية.

كل أداة لها نقاط قوتها الخاصة التي يمكنها تحسين جودة وتفاصيل الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل عام: التصوير المقطعي المحوسب ينقل بدقة التشريح الخارجي للقلب ، ويفوق التصوير بالرنين المغناطيسي طرقًا أخرى في قياس الأحجام ، بما في ذلك البطين الأيمن والأيسر ، وكذلك أنسجة عضلة القلب ، و يوفر تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد أفضل تصور لصمامات القلب.

يمكن أن تكون تقنية الطباعة الجديدة مفيدة جدًا لأطباء القلب والجراحين. سيسمح النموذج الهجين للأطباء بتشخيص وعلاج أمراض القلب بنجاح أكبر ، بما في ذلك تحسين التخطيط الجراحي. ستتيح لك النماذج ثلاثية الأبعاد لقلب المرضى أن تقرر في أي الحالات تستخدم التدخل الجراحي ، وفي أي مكان يمكنك الاستغناء عنه ومعالجته بطرق أخرى معروفة.

(المصدر: spectrumhealth.org)

Source: https://habr.com/ru/post/ar383447/