Studenci Wyższej Szkoły Inżynierii Przemysłowej, Lotniczej i Audiowizualnej w Terrassa (ESEIAAT) UPC Sergio Correas i Adrià Portero pod kierunkiem profesora Tomeu Ventayola zaprojektowali i stworzyli dwa modele 3D aorty i tętnic wieńcowych przy użyciu technologii wytwarzania przyrostowego HP Multi Jet Fusion 3D, dzięki czemu personel medyczny szpitala Santa Creu i Sant Pau będzie mógł przećwiczyć cewnikowanie serca i badania endoskopowe przed wykonywanymi zabiegami.
Główną przydatnością biomodeli odtwarzających fizjologię człowieka jest oferowanie personelowi medycznemu trójwymiarowych obiektów, dokładnie przypominających części ludzkiego ciała, aby mógł ćwiczyć przyszłe interwencje na sali operacyjnej. Dzięki temu chirurdzy są lepiej przygotowani do operacji, efektywniej planują zabiegi i są przeszkoleni w zakresie określonych technik chirurgicznych.
Modele przedopercyjne 3D
Biomodele, czyli trójwymiarowe obiekty odwzorowujące anatomię konkretnego pacjenta z bardzo dużą dokładnością, zaprojektowane i wykonane przez hiszpańskich studentów, odtwarzają aortę i tętnice wieńcowe. Studenci pracowali w laboratoriach uniwersyteckich, integrując cztery techniki produkcyjne — od tworzenia precyzyjnych modeli, poprzez stereolitografię z użyciem żywic polimerowych, po wykorzystanie procesów druku 3D w technologii HP Multi Jet Fusion z proszku poliamidowego PA 12. Wykorzystali elastyczną żywicę (materiał zdolny do wytworzenia realistycznej zdolności reagowania powierzchniowego) o twardości 50 A w skali Shore’a, aby osiągnąć fizyczne i biologiczne podobieństwo do tętnic wieńcowych ludzkiego serca.
Projektowanie medyczne, szkolenia i praktyki
Biomodele tętnic i aorty wieńcowej powstały w ramach pracy zaliczeniowej z przedmiotu Kompleksowe Projektowanie Produktu, który ma przygotować przyszłych projektantów do rozwiązywania (w ramach projektu) realnych problemów i wyzwań stojących przed potencjalnymi użytkownikami (firmami, instytucjami oraz ludźmi).
Projektowanie produktów z reguły wymaga uwzględnienia w ich projekcie również metody produkcji. DfAM (design for Additive Manufacturing, czyli projektowanie do druku 3D) nie zależy od sposobu wytwarzania, przyrostowo da się uzyskać właściwie każdą geometrię.
Sergio Correas i Adrià Portero — studenci ESEIAAT UPC zwracają uwagę na fakt, że to pozycja do badań hipotetycznego pacjenta okazuje się kluczowa. Chodzi o to, by nie utrudniała swobodnego poruszania się i analizy sprzętu radiodiagnostycznego na sali operacyjnej. Myśląc o biomodelach, studenci pamiętali, że ułatwienie widoczności anatomicznej było jednym z głównych wyzwań, dla których podejmowali pierwsze próby projektowe.
Jest jednak oczywiste, że ci dwaj młodzi studenci Inżynierii Wzornictwa Przemysłowego nie są lekarzami i aby spełnić powyższy wymóg, potrzebna im jest zaawansowana wiedza anatomiczna. Dlatego uczestniczyli w sesjach wstępnych, aby poznać układ anatomiczny pacjentów i zlokalizować właściwą orientację modelu. Dzięki temu powstały precyzyjne modele anatomiczne, które lekarze rezydenci oraz kardiolodzy mogli wykorzystać do dwudniowej sesji treningowej, ćwicząc cewnikowanie serca oraz badania endoskopowe.
Tworzenie modeli przedoperacyjnych to jeden z najlepszych przykładów dobrej współpracy między wzornictwem przemysłowym a sektorem medycznym, co potwierdzają studenci ESEIAAT, podkreślając, że „kluczowe znaczenie ma tworzenie synergii między różnymi sektorami, aby zrozumieć wyzwania, jakie stwarza przyszłość i stawić im czoła”.
W związku z tym, że modele anatomiczne drukowane w 3D stają się coraz bardziej popularne w przygotowaniu przedoperacyjnym, coraz więcej dostawców usług produkcyjnego druku 3D na zlecenie specjalizuje się w ich addytywnej produkcji. W Polsce można skorzystać z platformy AM3D, gdzie wykonuje się zarówno skanowanie 3D, jak i wytwarza spersonalizowane modele anatomiczne w kolorze, w technologii HP Multi Jet Fusion i SLA, czyli tych samych, z których korzystali studenci ESEIAAT.
