Im 21. Jahrhundert, als die Computertechnologie zunehmend mit dem menschlichen Leben verschmilzt, ist der Einsatz des 3D-Drucks nicht mehr übernatürlich und ganz organisch in den Alltag eingegangen.
Es wird erwartet, dass der 3D-Druck seine Anwendung in der Medizin gefunden hat: Zahnmedizin, Herstellung von Implantaten, Erstellung präoperativer Planungsmodelle, Erstellung künstlicher Knochen, Gewebe und Blutgefäße.
Das volumetrische 3D-Modell ermöglicht es, den Umfang der bevorstehenden Arbeiten zu visualisieren, die individuellen Merkmale des Patienten zu berücksichtigen und Fehler zu identifizieren, die in herkömmlichen Bildern häufig übersehen werden. Basierend auf den gedruckten Mustern erfolgt eine sorgfältige Planung der Operation, alle möglichen Risiken werden berechnet, geeignete Implantate werden erstellt.
Evgeny Grigoryev vom Tomsker Wissenschafts- und Forschungsinstitut für Onkologie hat beschlossen, additive Technologien in der Medizin einzusetzen und dreidimensionale Modelle für seine berufliche Praxis und die Praxis von Kollegen zu erstellen.
Laut Eugene: „Das Interesse am 3D-Druck ist vor mehr als zwei Jahren entstanden. Anfangs war es ein Hobby, und nachdem ich die Frage genauer untersucht hatte, begann ich über die Möglichkeit nachzudenken, Druck in der medizinischen Praxis einzusetzen, verschiedene Foren zu lesen und Programme für die 3D-Modellierung zu studieren, die das medizinische DICOM-Format in eine für den 3D-Druck geeignete Datei übersetzen könnten. Nachdem ich alle Vor- und Nachteile abgewogen hatte, beschloss ich, neue Technologien für mich auszuprobieren. Da es sich jedoch eher um ein Experiment handelte, wurde meine erste Arbeit von Tomsk-Mitarbeitern von Bestfilament gedruckt. Als ich das Endergebnis sah und Kollegen von Best'a nach der Drucktechnologie befragte, entschied ich mich, in meiner Praxis additive Technologien einzusetzen. “
Heute verfügt Eugene über eine eigene Methode zur Herstellung von 3D-Modellen, die auf der integrierten Verarbeitung der erhaltenen medizinischen Bilder basiert und aus mehreren Schritten besteht:
Die erste Phase : Durchführung einer Computertomographie. Die empfangenen Scans haben das medizinische Standard-DICOM-Format, und diese Dateien sind für die nächste Stufe geeignet.
Die zweite Phase: Erstellen eines virtuellen Modells. In dieser Phase der Arbeit wird das medizinische DICOM-Format mithilfe zusätzlicher Softwarepakete in eine Oberflächendatei .stl, obj oder andere Optionen konvertiert, die der Slicer interpretieren kann. In unserem Fall haben wir das Open-Source-Softwarepaket 3Dslicer (3dslicer.org) verwendet, in dessen Umgebung das Modell in mehreren Schritten erstellt wird: Beschneiden mit der Einschränkung der „Zone of Interest“, die direkt dem 3D-Druck unterliegt; Entfernen von Artefakten aus Metall (Implantate, Stifte usw.); Auswahl des Dichtebereichs, der im Layout der "Oberfläche" enthalten ist; die Verwendung von Werkzeugen zum Glätten und Entfernen von "Geräuschen". Das Ergebnis der Manipulationen ist ein virtuelles Modell der interessierenden Zone in Form einer Datei mit einer Auflösung von .stl.
Die dritte Stufe: Vorbereitung des virtuellen Modells für den Druck. Die STL-Datei wird in das Slicer-Programm geladen. Die Hauptaufgabe besteht darin, das Modell für den Druck auf einem bestimmten Modell eines 3D-Druckers vorzubereiten.
Die letzte Phase: Drucken des Modells, wonach die fertige Probe untersucht und die optimale Behandlungsmethode ausgewählt wird.
„In den letzten zwei Jahren musste ich 3D-Drucktechnologie in folgenden Bereichen anwenden: Neurochirurgie, Kiefer- und Gesichtschirurgie, onkologische Praxis.
In der Neurochirurgie wird der 3D-Druck aktiv zur Kompensation postoperativer Defekte eingesetzt. Hier fungiert das 3D-Modell als Matrix, auf deren Grundlage einzelne Prothesen reproduziert werden.
In der onkologischen Praxis werden beim 3D-Druck Defekte als Teil der Zerstörung sichtbar gemacht. Bei onkologischen Erkrankungen ist auch Knochengewebe, beispielsweise das Gesichtsskelett, betroffen. Dies kann ein Defekt in der unteren Wand der Orbita oder im Ober- oder Unterkiefer sein. Natürlich muss dieser Defekt nach Entfernung der Volumenformation ausgeglichen werden. Hier kommt der 3D-Druck zum Einsatz. Wenn es sich um ein 3D-Modell handelt, hat der Chirurg die Möglichkeit, sich vor der Operation mit dem bevorstehenden Arbeitsbereich vertraut zu machen: Halten Sie das Modell in den Händen und untersuchen Sie es aus verschiedenen Blickwinkeln. Auf der Grundlage solcher Modelle werden auch Zahnersatz hergestellt, was natürlich eine positive Rolle für das ästhetische Ergebnis der Operation spielt.
Aus der jüngsten Zeit kann ich einen solchen Fall der „Zusammenarbeit“ eines 3D-Druckers und von Chirurgen anführen. Ein Patient mit einer Diagnose von Hypognathie wandte sich an meine Kollegen aus der maxillofazialen Abteilung
(ca. Ed. Eines Zahnphänomens, bei dem eine
unzureichende Entwicklung des Oberkiefers beobachtet werden kann). In diesem Fall habe ich ein Modell gedruckt, um den Ober- und Unterkiefer zu vergleichen. Das 3D-Modell ermöglichte es, den Unterkiefer hin und her zu bewegen, zu drehen und den Operationsverlauf zu planen. Wie ich herausfand, war die Operation erfolgreich, der Defekt wurde behoben, der Patient war glücklich.
Abschließend möchte ich sagen, dass für mich ein wesentlicher Vorteil der Verwendung des 3D-Drucks die Möglichkeit ist, in relativ kurzer Zeit kostengünstige Massenmodelle zu erstellen. Infolgedessen untersucht der Spezialist mit einem hochwertigen 3D-Modell des bevorstehenden Arbeitsbereichs den Defekt sorgfältig und plant den Verlauf der zukünftigen Operation, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen minimiert und die Operationszeit verkürzt werden kann. “
Ich möchte diesen Artikel mit den Worten des römischen Philosophen Seneca beenden:
"Die Zeit wird kommen, in der unsere Nachkommen überrascht sein werden, dass wir solche offensichtlichen Dinge nicht wussten."
In der Tat wusste vor etwa zwanzig Jahren ein sehr kleiner Teil über die Möglichkeiten des 3D-Drucks Bescheid, und jetzt ist die Zeit gekommen, in der jeder einen 3D-Drucker kaufen kann.
Ich frage mich, was die Zukunft für uns bereithält.