ساخت افزودنی (Additive manufacturing (AM)) در واقع تکنولوژی تقویت شده ساخت به روش افزودنی است. به عنوان مثال افزایش لایه‌های نازک ماده در هر مرحله که منجر به ساخت قطعه می‌شود. این تکنولوژی امکان تولید اجزای فیزیکی (نمونه‌های اولیه، مدل‌ها، قالب‌ها و غیره) از طریق اطلاعات بدست آمده از مدل هندسی سه بعدی آن توسط سیستم CAD را فراهم می‌کند. امروزه تولید افزودنی امکان طراحی و ساخت ایمپلنت‌های سفارشی از جمله پروتز اختصاصی جمجمه را مطابق با نیاز بیمار به طور مستقیم فراهم می‌کند. در حقیقت تولید ایمپلنت با اندازه، شکل و خواص مکانیکی بهینه شده توسط این روش به راحتی امکان‌پذیر است و تنها اطلاعات دیجیتال مورد نیاز می‌باشد. در این حالت استفاده از مدل‌های فیزیکی دیگر مورد نیاز نیست و ایمپلنت نهایی به طور مستقیم تولید می‌شود و بدین ترتیب زمان تولید کاهش می‌یابد.

استفاده از این تکنیک ساخت یکپارچه، هزینه های درمان را کاهش داده و همچنین امکان داشتن زندگی سالم را برای تمامی افراد فراهم می کند. تولید مواد افزودنی می تواند توسط متخصصان در زمینه های ارتوپدی، جراحی مغز و اعصاب، جراحی فک و صورت، جراحی پلاستیک، ایمپلنت های دندانی و سایر زمینه های پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

ساخت پروتز کاستم مید همواره دشواری­‌هایی داشته­ که سبب هزینه­‌های بالا و ساخت پیچیده آن – به علت تفاوت­‌های آناتومیک بیماران – شده است. راه­‌حل این مشکل تولید پروتزهایی با سایزهای مختلف و استفاده از مناسب­‌ترین آنها برای هر بیمار بوده است. ساخت افزودنی به عنوان یک تکنولوژی مهندسی، پیشرفت‌های متعددی را در زمینه پزشکی و به طور خاص ساخت ایمپلنت­‌ها فراهم آورده ­است.

استفاده از ساخت افزایشی در پزشکی در عصر توسعه تکنولوژی­‌های جدید، انجام برنامه­‌ریزی­‌های قبل از عمل و شبیه‌سازی با استفاده از یک مدل سه بعدی فیزیکی را که به آناتومی بیمار شباهت بسیار زیادی دارد، امکان­‌پذیر نموده­ است. ساخت افزودنی تکنولوژی است که تولید مستقیم مدل­‌ها و ایمپلنت­‌ها را از مدل مجازی سه بعدی (که از سیستم طراحی به کمک کامپیوتر و  سی­‌تی­ اسکن بیمار بدست می­‌آید) را امکان­‌پذیر می­‌نماید و عمل­‌های جراحی را ساده‌­تر نموده و ریسک­‌های آن را کاهش می‌دهد. علاوه­ براین، ساخت افزایشی برای تولید ایمپلنت­‌هایی که به طور خاص برای یک بیمار مشخص با سایز، هندسه و خواص مکانیکی بهینه­ شده طراحی شده است، در حوزه­‌هایی از پزشکی نظیر جراحی فک و صورت و جمجمه نیز بکار گرفته می­‌شود.

این تحقیق نشان می­‌دهد که چگونه تکنولوژی‌های ساخت افزایشی به طراحی و ساخت مدل­‌های زیستی و ایمپلنت­‌های شخصی­‌سازی­‌شده برای بازسازی عیوب بزرگ مربوط به جمجمه اعمال می­‌گردد.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

 

 

کرانیوپلاستی با پروتز سفارشی تیتانیومی جمجمه – بخش چهارم

اطلاعات سایز عیوب با استفاده از عملکرد رندر حجمی نرم­ افزار سی­‌تی­ اسکن با دقت بالا محاسبه گردید. مساحت سطحی میانگین عیوب برابر با هفتاد سانتی‌متر مربع بود. عیوب خیلی بزرگ با مساحت بیش از  هشتاد سانتی‌متر مربع در 45 بیمار (سی و شش درصد) بازسازی شدند. کرانیکتومی با هدف کاهش فشار درون جمجمه پس از تروما، ضربه و عفونت درون­ جمجمه­‌ای و برداشت تومور بیشترین دلایل بکارگیری کرانیکتومی بودند (مجموعا پنجاه و پنج درصد). عفونت فلپ استخوانی (بیست و یک درصد) از جراحی­‌های مغز سابق و برداشتن تومور با درگیرشدن استخوان (یازده درصد) بیشترین دلایل تجویز بعدی هستند. سایر دلایل شامل عیوب پس­از تروما، عیوب پس ­از عفونت، ناهنجاری­ مادرزادی، شکستگی‌های رشدکرده یا ناهنجاری­‌های ناشی از کرانیوتومی‌های متعدد است.

کرانیوپلاستی با تیتانیوم چه به صورت شخصی­‌سازی­‌شده و چه با استفاده از مش، به­ صورت گسترده­‌ای گزارش شده­ و با مطالعات وسیع انجام­ شده روی مواد زیست­ سازگار، عملکرد آن تائید شده‌است. ایمپلنت­‌های شخصی‌سازی­‌شده خواصی نظیر تناسب عالی با عیب، نتایج زیبایی با رضایت­‌بخشی بالا و رضایت­مند بودن بیماران را داراست. در یک مطالعه محققان یک عدم­ موفقیت را در بین 148 کرانیوپلاستی با ایمپلنت شخصی­‌سازی­‌شده گزارش دادند.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

کرانیوپلاستی با پروتز سفارشی جمجمه – بخش دوم

بازسازی عیوب مربوط به جمجمه و فرق سر همچنان جراحان را به چالش می­‌کشد. عیوب جمجمه می­‌توانند از رنج وسیعی از فرآیندهای پاتالوژیکی یا مداخلات درمانی ناشی شوند. بازسازی این عیوب برای بازیابی زیبایی طبیعی جمجمه و صورت و محافظت از مغز از آسیب­‌های احتمالی ضروری است. یک کرانیوپلاستی ایده‌­آل باید از لحاظ زیبایی نتایج بسیار خوبی داشته باشد، قابلیت مقاومت دربرابر آسیب و ضربه مستقیم بدون شکستگی و واماندگی داشته باشد، از نظر عوارض جانبی تاثیرات بسیار اندکی روی بیمار داشته باشد و در بلندمدت پایدار باشد. در حال حاضر نتایج محافظتی و زیبایی بازسازی جمجمه عامل اصلی برای انتخاب و استفاده از این روش است. روش­‌های متنوعی جهت ترمیم این عیوب با استفاده از اتوگرافت، آلوگرافت و مواد زیست ­سازگار دیگر نظیر طلا، فولاد ضدزنگ، ویتالیوم، تنتالوم، تیتانیوم، پلی ­اتیلن، متیل­ مت اکریلات، PEEK، اکریلیک، سرامیک­‌ها و شیشه­‌های زیست­ فعال، به صورت تکی یا ترکیبی توسعه­ داده ­شده‌اند. روش ایده‌آلی وجود ندارد، زیرا هر روش محدودیت­‌های خود را داراست. وقتی از اتوگرافت­‌ها استفاده می­‌شود، مشکلات پیش­رو شامل کانتور رضایت­‌بخش پیوند و پایداری بلندمدت است، خصوصا تحلیل­ رفتن پیوند استخوان و همچنین عوارض­ جانبی محل برداشت استخوان جهت پیوند. همچنین برای موادزیستی نیز نرخ عفونت بالا و گسیختگی ماده گزارش شده ­است.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

کرانیوپلاستی جمجمه به دو روش – بخش چهارم

تجربه کار با ایمپلنت­‌های سفارشی بسیار است. ایمپلنت­‌های فلزی تولید شده با فرزکاری قیمت بالایی دارند زیرا در فرایندی کاهشی از یک بلوک بزرگ از ماده، ماشینکاری می­‌شوند. این فرآیند ساخت مقدار زیادی ضایعات ایجاد می­‌کند. فرآیندهای افزایشی (ساخت افزودنی) مزایای مشخصی دارند ولی از لحاظ فنی مشکل­‌تر هستند زیرا ایمپلنت­‌ها به روشی لایه به لایه از پودر تیتانیوم بر اساس یک فایل CAD (طراحی شده به کمک کامپیوتر) ساخته می‌شوند. فرآیند ساخت نسبتا کوتاه است و فقط مقداری از ماده استفاده می­‌شود که برای ساخت ایمپلنت مورد نیاز است.

می‌توان نتیجه گرفت الگوریتم درمانی بیماران با عیوب جمجمه­‌ای بزرگ ناشی از دلایل مختلف با استفاده از ایمپلنت­‌های شخصی­‌سازی­‌شده، در 10 سال گذشته قابلیت اطمینان و اعتبار خود را اثبات نموده است. یک نتیجه­ گیری ممکن این است که می‌توان تمام عمل­‌های جراحی اولیه بازسازی­ عیوب جمجمه­‌ای بزرگ را با ایمپلنت­‌های شخصی­‌سازی­‌شده انجام داد. هرچند این به معنی صرف­­نظر نمودن از مواد پیوند استخوانی است که یکی از مهم­ترین استانداردهای طلایی در عمل­‌های بازسازی هستند و نسبت به تمام مواد مصنوعی برتری دارند. با دانستن ریسک­‌های بالقوه ایمپلنت­‌های بزرگ، انتظار می‌­رود که در آینده نزدیک ساخت افزایشی هندسه­ و ساختاری با تخلخل درجه­‌بندی­ شده، سطوح زیست ­فعال و ساختارهای اسفنجی (trabecular) برای ایمپلنت­‌ها فراهم آورد که به عنوان داربست (scaffold) برای سلول­‌های زنده عمل می­‌کنند. در کاربردهای پزشکی این داربست­‌ها باید با مواد مناسبی ترکیب شوند که ملاحظات مکانیکی و بیولوژیکی برای آن­ها در نظر گرفته شده­‌است.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”