U Hrvatskoj aditivnim postupkom izrađen umjetni kralježak

U Hrvatskoj aditivnim postupkom izrađen umjetni kralježak

(Slika 2: Vratni kralježak)

Prednosti primjene aditivnih postupaka u medicini su brojne, ali najbitnije da je moguće dobiti personalizirane tvorevine (tj. riječ je o individualnim tvorevinama koje su načinjene po mjeri za određenog pacijenta) bilo da je riječ o usadcima koji se ugrađuju u tijelo ili o protezama

Pripremili: doc. dr. sc. Ana PILIPOVIĆ, Miodrag KATALENIĆ, izv. prof. dr. sc. Damir GODEC, mr. sc. Maja RUJNIĆ-SOKELE, prof. dr. sc. Mladen ŠERCER
(Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Centar za aditivne tehnologije)

U Klinici za neurokirurgiju Kliničkog bolničkog centra Rijeka ugrađen je usadak u 77-godišnjeg pacijenta (slika 1) kojem je metastaza pronađena u trupu sedmog vratnog kralješka (slika 2) počela svojim rastom razarati kralježak i utiskivati se u leđnu moždinu. Operaciju je predvodio dr. Dinko Štimac, predstojnik riječke Klinike ze neurokirurgiju.

usadak_fsb_kbc_rijeka

Slika 2. Usadak ugrađen u pacijenta

Vratna kralježnica snimljena je pomoću CT uređaja, a CT sken je digitalno obrađen u softverima za obradu 3D .stl datoteka, tj. prilagođen za izradu kalupa u koji se lijevao PMMA (poli(metil-metakrilat)). Prije lijevanja PMMA, kalup je steriliziran.

U Centru za aditivne tehnologije Fakulteta strojarstva i brodogradnje, Zagreb, aditivnim postupcima je izrađen kalup za izradu umjetnog kralješka. Riječ je o postupku PolyJet Matrix (slika 3) u kojem mreža mlaznica kliže naprijed – nazad u smjeru x i y-osi i nanosi/tiska sloj fotoosjetljivog polimernog materijala na radnu podlogu, debljine 16 µm. Svaki sloj fotoosjetljivog polimera očvršćuje pod djelovanjem UV svjetlosti, odmah nakon tiskanja, tvoreći potpuno umreženu tvorevinu, bez potrebe za naknadnim umreživanjem.

Primjenjuju se dva različita materijala: jedan za model, a drugi kao potporna struktura, tj. polovica mlaznica nanosi materijal za model, a druga polovica za potpornu strukturu. Nakon završenog prvog sloja, radna podloga spušta se za debljinu sljedećeg sloja i glava za tiskanje započinje izradu sljedećeg sloja. Nakon izrade tvorevine, potporna struktura (materijal u obliku gela) se lako uklanja s vodom pri tlaku od 40 bara ili ručno, što zavisi od oblika tvorevine. [1, 2, 3, 4, 5]

fsb_polyjet_postupak

Slika 3. PolyJet postupak [6]

Prednosti postupka su: visoka kvaliteta (zbog vrlo tankog sloja tvorevine su vrlo precizne i imaju jako glatku završnu površinu), mogućnost izrade sitnih detalja i tankih stijenki, primjena u uredima (nema dodira sa smolom i potporna struktura se uklanja s vodom), postupak je brz, nije potrebno naknadno umreživanje i moguće je upotrebljavati različite materijale koji omogućuju različitu geometriju, mehanička svojstva i boju. [4]

Slika 4 prikazuje područja primjene aditivnih postupaka. Iz nje je vidljiva važnost aditivne proizvodnje za medicinu. Od devet navedenih područja, medicina zauzima s 15 % vrlo visoko, treće mjesto.

aditivni_postupci_graf

Slika 4. Područja primjene aditivnih postupaka (izvor: Wohlers Report 2012)

Zaključak

Prednosti primjene aditivnih postupaka u medicini su brojne, ali najbitnije da je moguće dobiti personalizirane tvorevine (tj. riječ je o individualnim tvorevinama koje su načinjene po mjeri za određenog pacijenta) bilo da je riječ o usadcima koji se ugrađuju u tijelo ili o protezama. Aditivnim postupcima moguće je načiniti potrebne specijalne instrumente za operaciju, načiniti tvorevinu dijela koji je potrebno operirati te na tome napraviti cijeli plan, čime se bitno skraćuje vrijeme same operacije.

Literatura:

1. Liou, F.W.: Rapid Prototyping and Engineering applications: A Toolbox for Prototype Development, CRC Press – Taylor & Francis Group, SAD, 2008.
2. Gibson, I., Rosen, D.W., Stucker, B.: Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing, Springer, SAD, 2010.
3. XPress 3D, http://express.redeyeondemand.com/Default.aspx, 10.06.2010.
4. http://www.stratasys.com/, 13.10.2015.
5. Drstvenšek, I.: Layered Technologies, Fakulteta za strojništvo, Maribor, Slovenija, 2004., ISBN: 86-435-0616-8.
6. Godec, D.: Utjecaj hibridnog kalupa na svojstva injekcijski prešanog plastomernog otpreska, doktorski rad, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2005.

 ———-

*Objava članka je sufinacirana sredstvima Fonda za poticanje pluralizma i raznovrsnosti elektroničkih medija.

Komentari su zatvoreni