Potencjał druku 3D w rozwoju branży medycznej jest nieograniczony oraz otwiera nowe możliwości rozwoju spersonalizowanych produktów medycznych. Rosnące zainteresowanie technologią wytwarzania addytywnego znajduje potwierdzenie w pracy dyplomowej Soni Nowok, która skoncentrowała się na zaprojektowaniu ortezy dostosowanej do druku 3D, w celu poprawy jakości życia nastoletnich pacjentów z deformacją kręgosłupa.
„Wspomaganie leczenia młodzieńczej skoliozy idiopatycznej poprzez kształtowanie ortez w technologii druku 3D” to temat zadania Soni Nowok, którego efektem jest orteza wspierająca leczenie kręgosłupa, stanowiąca przykład projektowania skupionego na rzeczywistych problemach społecznych. Sonia stworzyła projekt, opierając się na doświadczeniach specjalistki w dziedzinie ortotyki i protetyki – inżynier biomedyczny Małgorzaty Serafin, które wskazują na narastające problemy z kręgosłupem wśród nastolatków. Doświadczenia specjalistki potwierdzają konieczność opracowania nowego podejścia do metody zachowawczego leczenia młodzieńczej skoliozy idiopatycznej, którą można powstrzymać odpowiednią fizjoterapią oraz nowoczesnym sprzętem ortopedycznym. W standardowych terapiach stosuje się tradycyjnie wytwarzane ortezy kręgosłupa z tworzywa termoformowanego jednak dużo efektywniej mogą zastąpić je nowoczesne ortezy wykonane przy pomocy technologii skanowania, modelowania i druku 3D.
Sonia Nowok zaprosiła do współpracy grono specjalistów (ortotyka, lekarza, fizjoterapeutę, technologa i eksperta druku 3D) otwartych na innowacje oraz doskonale rozumiejących jak istotną rolę pełni samopoczucie w procesie leczenia nastoletniej grupy pacjentów. Czternastoletnia dziewczyna ze skrzywieniem kręgosłupa stała się bohaterką projektu, dla której opracowano ortezę przy użyciu nowych technologii. Projektantka skorzystała z nowoczesnego skanowania 3D pacjenta do zbudowania cyfrowej podstawy kształtu ortezy, którą dalej projektowała w programie komputerowym CAD. Cyfrowe projektowanie 3D pozwoliło na swobodne zaprojektowanie ortezy z zachowaniem właściwych funkcji oraz parametrów technicznych poszczególnych części ortezy (ucisk, elongacja i derotacja), których zadaniem jest prowokacja kręgosłupa do powrotu we właściwe położenie. Efektem końcowym jest atrakcyjna, ale i skomplikowana geometrycznie forma o ażurowej strukturze, którą można wykonać tylko w technologii druku 3D. Do druku wybrano proszkową technologię SLS (Selective Laser Sintering) w urządzeniach EOS, które gwarantują precyzyjne spiekanie proszku PA12, budując model warstwa po warstwie z dokładnością 0,2 mm. Zdecydowano się również na zaawansowane procesy wykończeniowe poddając wydruk mechanicznej obróbce powierzchni w celu uzyskania przyjemnej w dotyku struktury zbliżonej do efektu satyny, a następnie dokonano barwienia na wybrany kolor. Wydrukowane elementy połączono w całość za pomocą specjalnie opracowanych łączników oraz dodano tekstylne rzepy stabilizujące skorupę ortezy na ciele pacjentki.
Największą zaletą medycznych części wykonanych w druku 3D jest wysoka jakość oraz precyzyjne dopasowanie do anatomii i potrzeb pacjenta. Nieregularne kształty o cechach zbliżonych do organicznych struktur nie są problemem dla wytwarzania addytywnego co stanowi jedną z największych przewag nad tradycyjnymi metodami wytwarzania sprzętu medycznego. Kolejnym atutem są materiały używane do druku 3D, czyniące ortezy lżejsze i trwalsze w porównaniu z tradycyjnie wytwarzanymi modelami oraz umożliwiające przejścia przez różne procesy obróbki wykończeniowej w celu uzyskania atrakcyjnego wyglądu. Barwienie, malowanie, satynowanie, nakładanie grafik czy łączenie z innymi materiałami to tylko niektóre z rozwiązań, jakie realizujemy w naszym laboratorium druku 3D w Krakowie. Szybkość druku, a zarazem szybkość wykonania gotowej ortezy, czyni tę metodę wyjątkowo korzystnie wpływającą na proces leczenia, tym samym skracając rekonwalescencję i zwiększając szanse na szybszy powrót do zdrowia.
Prezentowana orteza jest przykładem zdolności technologii druku 3D do produkcji ortez dostosowanych do potrzeb pacjenta, które w pełni spełniają estetyczne i funkcjonalne wymagania użytkownika. Proces tworzenia ortez w technologii druku 3D ma przewagę nad tradycyjnymi metodami, ponieważ jest szybszy, tańszy i znacznie atrakcyjniejszy wizualnie w porównaniu z innymi alternatywnymi rozwiązaniami co może wpływać korzystnie na komfort i samoakceptację pacjenta.
Wraz z rozwojem technologii druku 3D wzrasta zainteresowanie do tworzenia nowych materiałów przeznaczonych do konkretnych zastosowań medycznych oraz wzrasta ilość projektantów i firm wytwarzających sprzęt medyczny w technologiach addytywnych. Nasze technologie druku 3D, takie jak SLS (Selective Laser Sintering) czy MJF (Multi Jet Fusion), z powodzeniem wykorzystujemy do wytwarzania produktów przeznaczonych do zastosowań medycznych w najnowocześniejszych w urządzeniach renomowanych producentów takich jak EOS czy HP. Zaawansowany park maszynowy daje nam możliwość realizacji złożonych geometrii w materiałach o różnych właściwościach co zapewnia ogromne korzyści w produkcji niestandardowych rozwiązań do zastosowań ortopedycznych. Nowoczesne rozwiązania druku 3D, niegdyś zarezerwowane tylko do badań naukowych, dzisiaj wchodzą w świat medycyny czego świadectwem jest projekt ortezy Soni Nowok.
Projekt Soni Nowok był realizowany w ramach pracy magisterskiej pod kierunkiem prof. Czesławy Frejlich i Karola Cyrulika, na Wydziale Form Przemysłowych, Akademii Sztuk Pięknych im. Jana Matejki w Krakowie.
Zapraszamy do kontaktu z zespołem Fibometry – poznaj wszystkie rozwiązania druku 3D dla branży medycznej.
