Druk 3D w medycynie

Dodano: 08 lis 2021

Druk 3D w medycynie – zastosowania i ograniczenia

Druk 3D jest wykorzystywany w medycynie na wiele różnych sposobów: od modeli edukacyjnych i prototypów urządzeń po indywidualnie dopasowane wyroby powstające w procesach objętych dodatkowymi wymaganiami jakościowymi.

Warto jednak rozdzielić dwa tematy: możliwość wykonania określonej geometrii oraz możliwość użycia gotowego elementu w zastosowaniu medycznym.

Modele anatomiczne i edukacyjne

Jednym z najprostszych zastosowań są modele wykorzystywane w edukacji, prezentacji lub demonstracji budowy anatomicznej.

Druk 3D pozwala wykonywać fizyczne modele na podstawie wcześniej przygotowanej geometrii i może ułatwiać prezentowanie skomplikowanych kształtów, których trudno nauczyć się wyłącznie z ilustracji lub ekranu.

Modele do planowania i wizualizacji

W środowisku klinicznym drukowane modele bywają również wykorzystywane jako pomoc w wizualizacji konkretnej anatomii lub planowaniu określonych procedur.

Takie zastosowanie wymaga jednak poprawnego przygotowania danych wejściowych, segmentacji i zachowania właściwej skali. O wartości modelu decyduje więc nie tylko jakość samego wydruku, ale cały wcześniejszy proces przygotowania geometrii.

Prototypy urządzeń i elementów medycznych

Technologie addytywne są przydatne również na etapie projektowania urządzeń i wyposażenia.

Można w ten sposób wykonywać prototypy:

obudów,
uchwytów,
adapterów,
elementów montażowych,
części wyposażenia rehabilitacyjnego,
modeli do testów ergonomicznych.

Na tym etapie celem może być wyłącznie sprawdzenie wymiarów, montażu lub ergonomii, bez przypisywania prototypowi właściwości wyrobu końcowego.

Personalizacja jest możliwa, ale wymaga kontroli procesu

Jedną z cech druku 3D jest możliwość łatwego wykonywania różnych wariantów geometrii bez przygotowywania osobnej formy dla każdej wersji.

Ma to znaczenie przy projektach dopasowanych do konkretnego użytkownika, ale w zastosowaniach medycznych sama możliwość personalizacji nie wystarcza.

Znaczenie mogą mieć również zgodność materiałowa, biokompatybilność, sposób czyszczenia, sterylizacja, dokumentacja i wymagania dotyczące gotowego wyrobu.

Materiał medyczny to nie tylko nazwa tworzywa

Jeżeli producent materiału deklaruje określone właściwości, nie oznacza to automatycznie, że dowolny wydruk wykonany z tego materiału spełnia wszystkie wymagania konkretnego zastosowania medycznego.

Na właściwości gotowej części wpływają także:

parametry procesu,
orientacja części,
obróbka po wydruku,
czyszczenie,
sposób użytkowania.

Dlatego projekty wymagające zgodności z konkretnymi normami lub przepisami muszą być oceniane jako cały proces, a nie tylko na podstawie karty materiałowej.

Implanty, prowadnice chirurgiczne i inne zastosowania krytyczne

Druk 3D jest wykorzystywany w branży medycznej również do bardzo zaawansowanych zastosowań, ale takie projekty wymagają odpowiednich materiałów, kwalifikowanego procesu, dokumentacji i kontroli jakości.

Nie należy więc traktować ich jako zwykłej usługi polegającej wyłącznie na przesłaniu pliku i wydrukowaniu geometrii.

Gdzie druk 3D jest szczególnie użyteczny?

Najbardziej praktyczne zastosowania na etapie rozwoju produktu to między innymi:

prototypy urządzeń,
modele edukacyjne,
makiety i modele demonstracyjne,
elementy testowe,
oprzyrządowanie pomocnicze,
obudowy i uchwyty do badań konstrukcyjnych.

W tych projektach druk 3D pozwala szybko przejść od modelu cyfrowego do części, którą można fizycznie ocenić przed dalszym etapem rozwoju.