Stratasys улучшила анатомический 3D-принтер J750 для создания ультра-реалистичных моделей костей скелета

Анатомический принтер Stratasys J750 Digital Anatomy™ был впервые представлен год назад, и изначально основное внимание в нем уделялось имитации мягких тканей для кардиологии, таких как сердце и кровеносные сосуды. Для этого предлагалось использовать мощное ПО Digital Anatomy и такие материалы, как GelMatrix и TissueMatrix. Эта технология помогла медикам повысить готовность к хирургическим операциям, а производителям медицинского оборудования проводить испытания и обучать врачей работе с новыми устройствами и оборудованием. Новый материал BoneMatrix вкупе с улучшенными возможностями программного обеспечения теперь расширяет преимущества использования принтера и для ортопедических приложений.

Несмотря на высокий спрос на медицинские модели костей, традиционно используемые анатомические образцы имеют серьезные недостатки. Так, традиционно используемые человеческие кости из трупов дороги, труднодоступны и зачастую не обладают необходимыми патологическими характеристиками, например, опухолями или возрастными изменениями. Кроме того, эти модели, конечно, не обладают специфическими для каждого пациента характеристиками. При этом, как отмечается в пресс-релизе, другие традиционные решения, использующие 3D-печать моделей, нереалистичны с точки зрения биомеханики. Теперь же с появлением нового анатомического 3D-решения от Stratasys врачи могут рассчитывать на реалистичную тактильную обратную связь с цифровыми анатомическими моделями, например, при их сверлении или пилении или завинчивании винтов. При этом каждая такая модель может быть создана на основе фактического сканирования пациента.

Модели черепа и позвоночника, созданные с помощью 3D-печати для проведения тренингов, позволяют врачам практиковаться в разрезании и сверлении костей, сказала медицинский директор одной из детских больниц во Флориде. По ее словам: "Мне кажется, что возможности кажутся безграничными, потому что врачи могут оперировать до того, как оперировать. Это должно уменьшить время проведения операции, снизить риск осложнений и смертность, а также поможет нам сократить время анестезии, что очень хорошо для развития мозга".

В то время как 3D-принтер сам по себе является передовой технологией, именно программное обеспечение Digital Anatomy разблокирует его мощные возможности. Более 100 сложных предустановленных режимов были разработаны и усовершенствованы в ходе многолетнего экспертного тестирования в сотрудничестве с ведущими академическими медицинскими центрами и больницами по всему миру. Например, межпозвоночные диски могут печататься в нормальном или с дегенеративными изменениями, длинные кости могут печататься с различным количеством костного мозга и т.д.

Исследователи из Лаборатории вычислительной механики и экспериментальной биомеханики Тель-Авивского университета провели клиническую оценку характеристик костных моделей, которые были напечатаны с помощью решения J750 Digital Anatomy, уделяя особое внимание тому, насколько точно они воспроизводили силу вытаскивания винта и крутящий момент с помощью кортикальных и спонгиозных винтов. Исследование 2020 года показало, что сила вытаскивания ортопедических винтов в напечатанных моделях, давала аналогичную тактильную реакцию, как и у человеческой кости от трупов.

Второе исследование, проведенное в этом году исследователями лаборатории материаловедения и инженерии Технического института в Израиле, продемонстрировало механическую точность 3D-печатных моделей позвоночника в сравнении с позвоночниками человеческих трупов.