بیمار مردی 22 ساله‌ست که در یک حادثه­‌ی دوچرخه­ سواری دچار یک ضایعه و آسیب بزرگ در ناحیه­‌ی پیشانی و جمجه در سمت راست شده بود. بخشی از جمجمه با ابعاد تقریبی  4/8 در 5/12 سانتی متر مربع دچار نقص شد که در حقیقت این ضایعه­‌ی استخوانی نتیجه­‌ی یک جراحی کاهش فشار مغز بود. پس از طی کردن دوره­‌ی درمان اولیه و بهبودی پس از تصادف، بحث بازسازی جمجه به کمک پروتز اختصاصی و بازگرداندن تمامیت ساختاری جمجه از نظر زیبایی‌شناسی صورت بیمار مطرح شد.

تصویر دیجیتال سه‌بعدی که با استفاده از توموگرافی کامپیوتری (سی­‌تی ­اسکن یا MRI) بدست می ­آید، به منظور مدل­سازی ساختار داخلی بدن استفاده می­‌شود. مدل­‌های پزشکی ساخته شده از این داده­‌ها بسیار دقیق می­‌باشند و به همین علت نیاز به تکنیک اسکن اسپیرال دارند که امکان اسکن کامل حجم را فراهم می­‌آورد. این امر موجب می­‌شود که به تعداد بیشتری اسکن (با ضخامت توصیه شده‌­ی کمتر از یک میلی­متر) تهیه شود، همچنین بسیار مهم است که ابعاد پیکسل در هر تکه بسته به مورد آن کاهش یابد. اکثر واحدهای CT و MRI توانایی فرستادن داده­‌ها در قالب یک فایل پزشکی رایج-DICOM (تصویربرداری دیجیتال و ارتباط در پزشکی) را دارند.

ماده­‌ی مورد استفاده تیتانیوم  Ti64 ELIبود، چراکه این ماده از نظر خواص مکانیکی و شیمیایی استاندارد ASTM F 136 مربوط به ایمپلنت‌های کاربردی در جراحی را به خوبی پوشش می­‌دهد. این ماده برای ساخت ایمپلنت استفاده شده و در مقابل سیستم بدن بی‌ضرر می­‌باشد. در حقیقت Ti64 ELI همان آلیاژ Ti6Al4V می باشد که میزان ناخالصی آن کاهش پیدا کرده‌است.

در نهایت فرآیند ساخت ایمپلنت سفارشی پس پرداخت و استریلیزاسیون پایان می­‌یابد.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

روش ساخت افزودنی

ساخت افزودنی (Additive Manufacturing (AM)) و یا تولید نمونه­‌ی اولیه­‌ی سریع (Rapid Prototyping (PR)) یک تکنیک ساخت با استفاده از روش افزودنی است که براساس افزودن لایه­‌های کم ضخامت متوالی از ماده­ عمل می­‌کند. این فن­اوری با استفاده از اطلاعات به­‌دست­‌آمده از مدل هندسی سه بعدی CAD به تولید اجزای فیزیکی (مانند نمونه­‌های اولیه، مدل­‌ها، قالب­‌ها) می­‌پردازد. برای شروع این فرآیند ابتدا یک مدل سه بعدی با استفاده از نرم‌­افزار تهیه می‌­شود، که به صورت الکترونیکی برش داده­‌ می­‌شود. قسمت­‌های برید شده به منظور ایجاد خطوط کنترل کننده­‌ی حدفاصل­‌ها، استفاده می­‌شوند که در هر لایه دقیقا مشخص می‌­کنند که چه موادی باید اضافه شود. این لایه‌­ها به­‌طور متوالی پردازش می­‌شوند و بخش فیزیکی در حقیقت از انباشته شدن و چسبندگی لایه­‌ها از قسمت پایین با سمت بالا تولید می­‌شود.

این روزها، روش ساخت افزودنی برای ساخت ایمپلنت­‌های سفارشی به­‌کار می­‌رود در حالی­که متناسب با نیازهای هر فرد می‌­باشد و تمامی پارمترها از قبیل اندازه، شکل و خواص مکانیکی ایمپلنت را در نظر می­‌گیرد.

به منظور رسیدن به این هدف، تنها از اطلاعات دیجیتال استفاده می‌­شود. در این روش مدل­‌های فیزیکی دیگر مورد نیاز نیستند به­‌طوری­که الگوهای کامپیوتری تولید شده امکان تولید مستقیم محصول و ایمپلنت نهایی را فراهم می‌­کنند و بدین ترتیب زمان تولید کاهش می­‌یابد. استفاده از این تکنولوژی پتانسیل قابل توجهی را در کاهش دادن زمان تولید و جراحی و همچنین کاهش هزینه­‌های درمان دارا می‌باشد و می­‌توان به یک کیفیت مطلوب درمان برای تمامی افراد دست پیدا کرد.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

روش ساخت افزودنی (Additive manufacturing (AM)) سبب شده­ است تا پیشرفت­‌های متعددی در زمینه پزشکی به خصوص در زمینه­‌ی ساخت ایمپلنت­ حاصل شود. استفاده از این روش موجب می­­‌شود تا با کمک یک مدل فیزیکی حاصل از تصویربرداری سه بعدی که به ­طور دقیق آناتومی بدن بیمار را نشان می­‌دهد، شبیه­ سازی و ساخت پروتز شخصی‌سازی شده انجام شود. همچنین این فناوری قادر به ساخت و تولید مستقیم مدل سه ­بعدی حاصل از طراحی می­‌باشد و به همین دلیل موجب تسهیل در جراحی و کاهش خطرات احتمالی می­‌گردد.

علاوه­ بر این روش ساخت افزودنی برای تولید ایمپلنت­‌های طراحی شده به صورت شخصی برای هر بیمار در موارد مختلف نقص و بیماری از قبیل جراحی­‌های فک و صورت (craniomaxillofacial) با اندازه، شکل و خواص مکانیکی موردنظر، استفاده می­‌شود. در این مطالعه از روش ساخت افزودنی به منظور تولید پروتز شخصی‌سازی شده و سفارشی برای رفع نقص بزرگ در ناحیه­ ی جمجمه استفاده­ شده ­است. در مرحله­ ی اول از نتایج حاصل از سی‌تی اسکن بیمار و با استفاده از نرم­ افزار، هندسه­‌ی جمجمه­ ی بیمار بدست­ آمد. پروتکل ارائه شده برای ایجاد یک بایو مدل از نقص استخوانی به منظور برنامه­ ریزی برای جراحی و در نهایت ساخت ایمپلنت خاص بیمار، مورد استفاده قرار گرفت.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

ایمپلنت­ های شخصی سازی شده جمجمه

ایمپلنت­‌های شخصی‌سازی‌شده برای بازسازی عیوب مربوط به جمجمه، فک و صورت به علت کارایی بهتر در برابر همتایان عمومی خود، اهمیتی زیادی پیدا کرده‌اند. این امر به خاطر تطابق دقیق ناحیه کاشت ایمپلنت، زمان جراحی کمتر و زیبایی بیشتر ایمپلنت تولید شده به روش پرینت سه بعدی است.

پیشرفت­ در فرآیندهای ساخت جهت پرینت مستقیم پروتز شخصی‌سازی‌شده محدودیت­های شکل، ابعاد، ساختار درونی و خواص مکانیکی را حذف کرده است و امکان تولید پروتزهای تیتانیومی را فراهم آورده است که نیازهای فیزیکی و مکانیکی ناحیه کاشت ایمپلنت را برآورده می­‌نماید. از این رو، استفاده از این پروتزها روز به روز در میان جراحان فک و صورت، ارتوپدی، پلاستیک و مغز و اعصاب بیشتر می‌شود.

با به کارگیری پروتزهای شخصی‌سازی‌شده بنش مدیکال، نیاز به شکل دادن مش های تیتانیومی و همچنین برداشت پیوند استخوانی از بیمار از بین می‌رود و این امر به کاهش زمان جراحی و همچنین کاهش دوره بهبود پس از جراحی در بیمارستان کمک کرده و نهایتا باعت کاهش هزینه‌های کلی جراحی می‌شود. علاوه بر این، نتایج چه از لحاظ زیبایی و چه از لحاظ پزشکی قابل قبول تر بوده و احتمال نیاز به عملی جراحی مجدد (ریویژن) کمتر می‌شود.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”