Odebrali telefon: „zegar już tyka”. Polacy w 26 godzin wydrukowali czaszkę dziecka. Lekarze uratowali dziewczynkę
Polscy lekarze wykorzystali technologię druku 3D do ratowania dziewczynki, która przyszła na świat z niewykształconą kością potyliczną.
Na początku roku w Rzeszowie na świat przyszła dziewczynka bez ukształtowanej kości potylicznej. To oznaczało, że tkanka mózgowa była częściowo odsłonięta. Nikt się tego nie spodziewał, bo ubytek nie został zdiagnozowany w trakcie ciąży. Rozpoczęła się walka z czasem – dziecko trzeba było jak najszybciej zoperować, co nie było prostym zadaniem. Lekarze musieli przećwiczyć na czaszce wydrukowanej w 3D, która powstała w Polsce.
Dziewczynka zaraz po porodzie została przetransportowana do Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Krakowie na Oddział Patologii i Intensywnej Terapii Noworodka. Na miejscu wykonano szczegółowe badania, leczenia podjął się prof. Łukasz Krakowczyk z Centrum Onkologii w Gliwicach. Żeby lekarze mogli wiedzieć, co może ich czekać w trakcie operacji, niezbędny był przedoperacyjny wydruk 3D czaszki noworodka.
Paweł Ozga z fundacji e-Nable Polska przygotował plik, a firma Sygnis wzięła się za drukowanie. Czaszka noworodka miała powstać w dwóch różnych technologiach: SLS, wydrukowanie której zajęło 24 godziny, i SLA. W tej drugiej wersji gotowa była już po ośmiu godzinach.
SLS to selektywne spiekanie laserowe, z kolei SLA to technologia druku polegająca na utwardzaniu żywic światłoczułych warstwa po warstwie.
- Żywica (SLA) utwardza się szybciej, niż spieka proch – stąd różnica w czasie – tłumaczy Spider's Web Andrzej Burgs, prezes Sygnis.
Technologia SLA naświetla całą warstwę około 2 sekund i robi to na raz, tj. wszystkie modele na polu roboczym są naświetlane w tym samym czasie. W technologii SLS stosowany jest laser, który musi "obrysować" każdy element obiektu drukowanego 3D. To powoduje, że laser przebiega przez kilometry ścieżek - to chwilę trwa oczywiście. Techniki są zróżnicowane bowiem uzyskujemy inne właściwości mechaniczne oraz wizualne. W przypadku casu czaszki - obydwie były niezwykle przydatne. Jedna z miękkiej żywicy, uzyskana szybciej jako prototyp, a następnie docelowa z nylonu już o finalnych parametrach – wyjaśnia.
Po co w ogóle lekarzom były modele czaszki?
Jak tłumaczył chirurg przeprowadzający operację, prof. dr hab. n. med. Łukasz Krakowczyk, badania obrazowe – choć przydatne w celu określenia ubytku kostnego czaszki - nie pokrywały się jednak idealnie z ubytkiem skóry.
Modele na tyle oddały szczegóły anatomiczne, że chirurdzy mogli sprawdzić, jak prawdziwa czaszka może zachować się w trakcie operacji. Na tym jednak nie koniec ich misji. Wydruk 3D będzie również niezbędny na etapie rekonstrukcji ubytku kości czaszki, kiedy to nastąpi potrzeba idealnego dopasowania i zaplanowania odbudowy kości.
Przygotowanie czaszek – nie tylko wydruk, ale też oczyszczenie z niespieczonego prochu i piaskowanie – zajęło 26 godzin. Prędko, biorąc pod uwagę fakt, że ekipa dowiedziała się o całej akcji na 96 godzin przed planowaną operacją.
24h w wytworzeniu nowego obiektu to bardzo szybko – podkreśla Burgs. - Mimo leksykalnego podobieństwa nie sposób porównywać zadrukowania strony papieru z powstaniem nowego przestrzennego przedmiotu. Branża druku 3D stworzyła zróżnicowane technologie addytywne, które są dobierane zgodnie z najlepszym dopasowaniem do potrzeb danego projektu. Oczywiście systematycznie wydajność maszyn jest coraz wyższa, podobnie jak w tradycyjnych branżach wytwórczych.
Druk 3D: to wcale nie czas jest dziś największym ograniczeniem
W rozmowie ze Spider's Web Bartłomiej Jarkiewicz z Sygnis mówi, że jednym z największych wyzwań jest druk wielomateriałowy. A konkretnie możliwość łączenia materiałów o zupełnie różnych charakterystykach, jak na przykład tworzywa z metalem. Póki co technologia pozwala na tworzenie modeli z kilku tworzyw w jednym procesie, drukowanie za pomocą kilku stopów metali jednocześnie czy wytwarzanie modeli w gamie 10 milionów kolorów za pomocą technologii żywicznych – co Sygnis zresztą już robi. Wyzwaniem jednak jest połączenie tych wszystkich technologii w jednym procesie.
- Pracuje się również nad tworzeniem żywych organów, a raczej części organów tak, aby można było "załatać" te ludzkie, ulegające uszkodzeniom. W tym wypadku mówimy jednak o biodruku, a więc druku żywymi tkankami. To według wszelkich prognoz "za chwilę" będzie wykonalne i to nawet komercyjnie. Ale doprecyzujmy - chwila w technologiach medycznych może jednak potrwać nawet kilka-kilkanaście lat – tłumaczy Bartłomiej Jarkiewicz.
Druk 3D już teraz w medycynie pozwala na niesamowite rzeczy
Po przygotowaniu czaszki firma Sygnis zajęła się wykonaniem przedoperacyjnego modelu kręgosłupa dziecka z przepukliną oponowo – rdzeniową i skoliozą bardzo znacznego stopnia. Z perspektywy medycznego dyletanta, czaszka i kręgosłup się od siebie trochę jednak różnią, a mimo to druk 3D pozwala tej samej firmie przygotować "wersje testowe".
Jak wyjaśnia Spider's Web Jarkiewicz, wspólnym mianownikiem jest technologia druku 3D SLS.
- Technologia SLS nie wymaga podpór (w przeciwieństwie do SLA), dzięki czemu bardzo złożone kształty anatomiczne mogą być drukowane bez przeszkód z dużą precyzją, bez obawy, że podpory w jakikolwiek sposób mogłyby zaburzyć odbiór drukowanego kształtu, czy to z jakąkolwiek patologią, czy bez. Dlatego zarówno czaszka, jak i kręgosłup z patologicznymi zmianami (który również był przedoperacyjnym modelem mającymi na celu ułatwić lekarzom przygotowania do czekającej ich operacji) mogliśmy wydrukować na tej samej maszynie – dodaje.
Była nią drukarka polskiego producenta - Sinterit Lisa Pro. Polacy drukują, Polacy też tworzą narzędzia umożliwiające druk 3D. Czy to w takim razie oznacza, że jesteśmy jednym z liderów branży? Jeszcze nie. Póki co jesteśmy na etapie konsolidowania się i tworzenia większych firm.
- Siłą globalnych firm druku 3D jest dostęp do znacznie większego kapitału koniecznego do szybszego skalowania się. Niezbędne fundusze jakich wymaga hardware i tworzenie nowych rozwiązań o charakterze przełomów technologicznych są ogromne. Często mówimy tu o skali rzędu dziesiątek milionów dolarów. Mimo tego pomysłowością i zaradnym gospodarowaniem środkami polskie firmy udanie rywalizują na polu technologicznym. Na fuzje i przejęcia branżowe, gdzie polska firma będzie stroną dominującą nad podmiotem z Europy Zachodniej lub USA, jednakże jeszcze chwilę poczekamy – stwierdza Andrzej Burgs.
W tym przypadku koszulka lidera na szczęście nie jest niezbędna, aby móc dosłownie ratować życie. Druk 3D trochę wydaje mi się niedoceniony, a tymczasem w branży dzieją się rzeczy, które pozwalają stawiać na nogi potrzebujących. Ciszej jedziesz, dalej zajedziesz? To powiedzonko sprawdza się znakomicie.
