Vyhľadať
Close this search box.

Študent brnenského VUT navrhol a vyrobil protetické oko na 3D tlačiarni

Už dlhé roky pracujú protetici na tom, aby umelé oči, ktoré slúžia ako náhrady pri zrakových postihnutiach, vyzerali čo najrealistickejšie. Strojne vyrábané očné náhrady sú stále veľkou výzvou. Zrakovo postihnutý študent VUT v Brne, Ondřej Vocílka, tento rok prišiel s revolučným nápadom vyrobiť očnú protézu pomocou 3D tlače. A u MCAE Systems našiel tú najvhodnejšiu 3D tlačiareň – Stratasys J750 s technológiou PolyJet.

Prednáška o technológiách 3D tlače na FSI VUT v Brne Ondreja Vocílku zaujala natoľko, že začal premýšľať o jej využití pri výrobe oftalmologických protéz a ako by ich bolo možné čo najviac prispôsobiť pacientom. Po dohode s prednášajúcim sa začal tejto téme venovať vo svojej bakalárskej práci.

Štandardne sa očné protézy vyrábajú ručne zo skla či akrylátu, a tak estetický dojem celej protézy závisí najmä od skúseností a šikovnosti protetika. Najnáročnejšou časťou ručnej výroby je dúhovka, pretože sa musí čo najviac podobať zdravému oku pacienta. To je však konvenčnými spôsobmi ťažké dosiahnuť. Ondrej sa vo svojej práci zaoberá výrobou prototypu očnej protézy pomocou 3D tlače na báze modelu získaného skenovaním svojej ručne vyrobenej staršej protézy z PMMA. Model bol modifikovaný v programe 3ds Max 2017. Týmto postupom bolo vymodelované jadro protézy s textúrou, ktorá bola vytvorená z fotografie oka. Vytlačené jadro očnej protézy bolo ďalej zaliate čírym akrylátom, aby sa vytvoril zdravotne nezávadný povrch. Samotná výroba jadra náhrady bola realizovaná na 3D tlačiarni Stratasys J750 s technológiou aditívnej výroby PolyJet (technológia pre presnú 3D tlač modelov nanášaním fotopolyméru a jeho vytvrdzovaním UV žiarením). Táto tlačiareň je vďaka svojim možnostiam ideálna pre takto náročnú tlač. Tu do procesu vstupuje MCAE Systems, ktorá 3D tlačiarne značky Stratasys ponúka na českom a slovenskom trhu.

3D tlačiareň Stratasys J750 umožňuje miešať a kombinovať plnofarebné prechody spolu s nebývalým rozsahom voľby materiálov. Ponúka výber z viac ako 360.000 rôznych farebných odtieňov a mnoho materiálových vlastností, od tuhých po pružné alebo od nepriehľadných po priehľadné. Táto tlačiareň je zatiaľ jediná na svete, ktorá zhotovuje plnofarebné, multimateriálové prototypy a diely v rámci jednej tlačovej úlohy, čo výrazne urýchľuje tvorbu realistických modelov, prototypov a dielov pre prakticky ľubovoľné aplikačné potreby vrátane aplikácií v oblasti medicíny. 3D tlačiareň mala pri tlači dúhovky na prototype vynikajúce výsledky. Stále ale chýbalo jemné očné žilkovanie a nebola pridaná ani žiadna povrchová úprava, ktorá by napodobnila lesk skutočného ľudského oka. Tieto problémy Ondrej vyriešil pridaním vyčesanej červenej bavlny a vrstvy plexiskla na povrch prototypu, podobne ako sa to rieši pri bežných akrylových protézach.

Prínosy výroby protézy 3D tlačou

Celý proces 3D tlače jadra očnej protézy zaberie asi hodinu a pol, zatiaľ čo výroba klasickej akrylovej protézy trvá zhruba osem hodín a príprava sklenenej protézy môže byť pre pacienta pripravená do dvoch hodín. V Českej republike sa štandardná cena očnej protézy pohybuje v rozmedzí od 2 000 do 3 000 korún, zatiaľ čo v Anglicku táto čiastka činí v prepočte až 90 000 korún. Náklady na tlač jadra prototypu neboli vyššie ako 850 Kč, po započítaní práce pri aplikácii povrchovej vrstvy bola cena prototypu porovnateľná s ručnou výrobou.

Ondrejova 3D tlačená protéza je zatiaľ len základný, jednoduchý prototyp, ktorý neprešiel žiadnymi zdravotnými testami, a mal za úlohu najmä preveriť vhodnosť technológie. V súčasnej dobe pracuje na vývoji efektívnejšieho spôsobu výroby a konečným cieľom je protéza vyrobená len 3D tlačou, ktorá by bola aj výrazne lacnejšia. Jednou z ďalších možných výhod je ukladanie modelov protéz do databázy. Po skončení životnosti tak možno jednoducho protézu znova vytlačiť na 3D tlačiarni a poslať pacientovi.