Протезы глаз научились печатать на 3D-принтере
Сейчас протезы глазных яблок делаются вручную: сначала изготавливается слепок глазницы, потом под нее изготавливается основа для импланта, вручную же ее раскрашивают, затем при необходимости изделие корректирует. В итоге процесс получается долгий, дорогостоящий и с разным качеством протезов.
В поисках более простого способа группа европейских ученых разработала технологию, которая сначала автоматически сканирует глазницу и подбирает цвета, а затем позволяет напечатать искусственное глазное яблок на 3D-принтере с использованием нескольких материалов. Об изобретении они сообщили в журнале Nature Communications.
«По сравнению с нынешним ручным процессом наш подход требует в пять раз меньше труда окулиста и обеспечивает воспроизводимый результат. Чтобы [производство имплантов] было экономически эффективным, требуется определенный объем, но при увеличении масштаба он может привести к экономии средств. Также может стать возможным изготовление протезов для пациентов в тех регионах, где такие услуги не оказываются», — пишут разработчики.
На первом этапе собирается база данных, чтобы протез был изготовлен по индивидуальным меркам. Глазница сканируется лазером, а специальные алгоритмы просчитывают участки, которые не попадают на снимок. Пока несовершенство средств моделирование делает его недоступным для примерно 20% пациентов: например, страдающих нистагмом или косоглазием.
Однако для остальных 80% по полученной цифровой модели можно точно напечатать имплант.
«Наше программное обеспечение на основе данных сканирования автоматически определяет подходящую форму протеза и использует цветное изображение для создания текстурированной 3D-модели, которая затем создается на полноцветном 3D-принтере, работающем с несколькими материалами. Окулисту, возможно, придется скорректировать форму, прежде чем передать ее пациенту», — уточняют авторы статьи.
При этом учитывается как форма, так и внешний вид. Вместе с утраченным глазом сканируется здоровый.
«Мы используем цветное изображение здорового парного глаза, чтобы внешний вид протеза соответствовал ему. Наш метод точно воспроизводит цвет, размер и структуру радужной оболочки, а также внешний вид склеры (так называют плотную непрозрачную оболочку глазного яблока, которая обычно белого или близкого к нему цвета — прим. Ред.)», — поясняется в статье.
Импланты уже испытали первые добровольцы: четверо мужчин и шестеро женщин.
Для каждого пациента напечатали несколько вариантов протезов, каждый из которых учитывал погрешности системы. Для одного из 10 участников подошли все предложенные вариации импланта. Еще семи понадобились большие или меньшие корректировки с учетом пожеланий и индивидуальных особенностей, которые невозможно было учесть при первоначальном сканировании.
При этом для двух пациентов протезы не подошли вовсе, но получить желаемый результат удалось со следующей попытки. Для одного из них отсканировали уже имеющийся изготовленный вручную протез и напечатали его точную копию. Для второго вручную скорректировали напечатанную модель, а затем изготовили имплант с учетом этих исправлений.
А внешний вид протеза все участники эксперимента оценили как «очень хорошо» и «отлично», причем определяющим фактором была реалистичность и соответствие цвета радужной оболочки.
