HONDA_022021 HONDA_022021 HONDA_022021 Advertisement

Aj na Slovensku vieme vyrobiť špičkové 3D implantáty

0

To, že na Slovensku máme šikovných a vzdelaných ľudí, asi netreba nikomu zdôrazňovať. Za jedným takým príkladom sme sa vydali do Košíc, a to na Katedru biomedicínskeho inžinierstva a merania Strojníckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach. Za týmto siahodlhým názvom sa ukrýva špičkové vedecké pracovisko biomedicínskeho inžinierstva, ktoré si za niekoľko rokov svojej činnosti dokázalo vybudovať svetové uznanie v odbore.

Na katedre biomedicínskeho inžinierstva a merania sa rozhodli využiť technológie aditívnej výroby, ktoré boli pôvodne určené na rôzne technické a strojárske účely, v medicíne pri výrobe rôznych implantátov, protéz a medicínskych pomôcok. Na komerčné využívanie týchto technológií bola v rámci Technickej univerzity založená spin-off spoločnosť Biomedical Engineering, vďaka ktorej sa výsledky výskumnej práce môžu priamo pretavovať do praxe a pomáhať pri liečení pacientov. Využitie aditívnych technológií 3D tlače je v tomto prípade veľmi široké a na katedre nájdete na tieto účely širokú paletu technológií 3D tlače od klasického nanášania taveného filamentu, teda technológie, ktorú najčastejšie vídame aj v bežných komerčných 3D tlačiarňach, až po sofistikované systémy, ktoré dokážu pracovať s laserovým spekaním titánového prášku, s kvapalnými polymérmi alebo aj s organickými materiálmi.


Prof. Ing. Radovan Hudák je jedným zo zakladateľov Biomedical Engineering

Vo svojom inovačnom centre biomedicínskych 3D technológií si dokonca vyvíjajú vlastné materiály na 3D tlač, ktoré sú použiteľné na najrôznejšie účely a môžu tak spĺňať presne definované parametre, napríklad magnéziové zliatiny v rámci projektu APVV-17-0278. Toto pracovisko bolo takisto veľmi aktívne v prvej vlne boja s novým koronavírusom. Vtedy tu vyvinuli v spolupráci s viacerými sponzormi aj vyrábali súčasti ochranných štítov pre zdravotníkov, lekárov a ďalšie zložky v čase, keď bol na trhu nedostatok týchto ochranných prostriedkov. Okrem toho tu nájdeme aj pracovisko na vývoj a výrobu protéz a ich častí, ktoré sú prispôsobené presne pre konkrétneho pacienta realizované v rámci projektu APVV-19-0290.


Na začiatku výroby implantátu je spracovanie dát z počítačového tomografu a vytvorenie presného 3D modelu

Technológiou 3D tlače z tekutých polymérov sa vyrábajú rôzne hotové produkty pre dentálnu oblasť ako modely, korunky, mostíky, dlahy a veľa ďalších. Kvalita materiálov je už natoľko doladená, že poskytujú výbornú trvanlivosť aj kvalitné povrchy. Sľubnú budúcnosť má využitie 3D biotlače, ktorá umožňuje tlač z biologických materiálov. Tlačiť možno priamo bunky a vytvárať tak tkanivá a štruktúry, ktoré dokáže prijať organizmus. Veľmi zaujímavý príklad, ktorý si môžete pozrieť aj vo videu, bolo vytvorenie implantátu dýchacej trubice pre psíka, ktorý ju mal vážne poškodenú. Práve vďaka technológii 3D biotlače sa vedcom podarilo zachrániť mu život.


Jedna z používaných špičkových technológií je 3D BIOPLOTER, KTORÝ umožňuje tlač z biologických materiálov na náhradu tkanív

Najviac nás však zaujali telové implantáty vytvorené zo zliatiny titánu. V ich vývoji a výrobe sa katedra v spolupráci s Biomedical Engineering radia k absolútnej svetovej špičke, v niektorých postupoch a technológiách im patrí dokonca svetové prvenstvo. Pri návšteve sme si mohli pozrieť implantáty lebky, tváre, sánky, rebier, panvy a veľa ďalších. Ide, samozrejme, iba o zlomok z celkového množstva implantátov.


Pracovisko biomedicínskych technológií má za sebou množstvo unikátnych TRANSPLANTÁTOV, KTORÉ už pomohli  viac ako 350 pacientom

Výroba implantátu sa začína už v nemocnici na odbornom pracovisku, kde je pacientovi zosnímaný pomocou počítačovej tomografie (CT) obraz defektného miesta, napríklad poškodenej lebky. Ten sa potom spracuje do podoby 3D modelu a špecialista v modelovacom softvéri vytvorí presný tvar implantátu. Z neho možno následne vygenerovať potrebné dáta na 3D tlač. Tie sa uložia do tlačiarne, ktorá podľa nich vytvorí 3D model. Tlač sa uskutočňuje technológiou laserového spekania. Na tlačovú dosku je vždy nanesená tenučká vrstva prášku z titánovej zliatiny. Laser presným pohybom vykreslí podobu tlačenej vrstvy, čím roztaví zrnká prášku v určenom mieste. Nasleduje nanesenie ďalšej vrstvičky prášku a ďalšie vykreslenie laserom. Takýmto spôsobom sa postupne po jednotlivých vrstvách zrodí celý 3D výtlačok. Ten po vytlačení postúpi na ďalšie pracovisko, kde je kompletne mechanicky opracovaný. Potom už nasleduje iba jeho kontrola a označenie. Ak to vyžaduje lekársky tím, vytvára sa aj 3D výtlačok okolia implantátu, kde bude zasadený, aby si lekári mohli dokonale overiť jeho správnosť, prípadne vykonať korekcie ešte pred operáciou priamo na pacientovi.


Na vyžiadanie lekárskeho TÍMU je niekedy potrebné vytvorenie 3D modelu poškodeného ORGÁNU, ABY mohla byť  skontrolovaná správnosť vytvoreného implantátu ešte pred operáciou

Sledovať tieto technológie je skutočne fascinujúce, a preto sme sa ich snažili zachytiť aj v našom videu.

Veľký prínos tohto projektu je nepopierateľný, čo dosvedčí aj viac ako 350 pacientov, ktorí už nosia implantáty vyrobené týmto tímom. Ako vidieť, z úzkeho spojenia vedy s praxou ťažia obe zložky, pretože vedeckí pracovníci a študenti majú priamy prístup k špičkovým technológiám z praxe a firma si zase vychováva ďalšiu generáciu svojich pracovníkov presne podľa svojich požiadaviek a potrieb.

 

Zobrazit Galériu

René Hubinský

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať