Nápady a objevy

22. ledna 2018

Student vymyslel novou metodu výroby očních protéz. Tiskne je na 3D tiskárně

Výsledný model oční protézy vytiskl Ondřej Vocílka na 3D tiskárně | Autor: Ondřej Vocílka
Kvůli jeho zrakovému hendikepu a díky studiu na VUT se Ondřeji Vocílkovi podařilo využít techniku v medicíně. Při přednášce o 3D tisku ho totiž napadlo, že by se tato technologie dala využít k výrobě očních protéz. Vedoucí jeho bakalářské práce byl nápadem nadšen a Ondřeje tak čekala dlouhá cesta, na jejímž konci vznikl prototyp oční protézy.

Předtím než se student strojního inženýrství na FSI pustil do výroby prototypu, musel získat informace, a to především o dostupných technologiích a jejich využití v protetice. K samotné výrobě pak využil jako předlohu svou vlastní oční protézu a spojil se s výrobci protéz v Česku.

V současné době se oční náhrady na míru pro pacienty vyrábějí ze skla nebo akrylátu. U obou typů jde o ruční výrobu. Skleněné náhrady se vyrábí na základě vzorkovníku, který má protetik k dispozici a může čítat i tisíce protéz různých tvarů a velikostí. U akrylátových protéz, které se vyrábí i v Brně a s jejichž výrobcem se Vocílka spojil, lze tvar více individualizovat. Kromě výroby vycházející ze vzorkovníku je možné také vytvořit protézu pomocí otisku očního důlku. Výhodou je možnost úpravy tvaru po dokončení, která u protéz ze skla není možná. „Skleněnou protézu může mít pacient už zhruba za dvě hodiny a akrylátovou za osm. Mojí metodou trvá tisk necelou hodinu a půl, pak se musí ještě počítat s časem na úpravu modelu a zalitím povrchu do akrylátu,“ upozornil Vocílka.

Model ještě bez finální povrchové vrstvy | Autor: Igor Šefr

A jak tedy student svůj prototyp vyrobil? Využil k tomu stávající protézu, kterou naskenoval na 3D skeneru. V 3D modelovacím programu pak získaný tvar upravil podle individuálních potřeb. Na výsledný model aplikoval texturu vytvořenou z fotografie oka a následně vytiskl probarvený model na 3D tiskárně. Jako materiál použil fotopolymer. „Celý proces funguje tak, že tiskárna postupně nanese jednotlivé vrstvy materiálu o tloušťce až 14 mikrometrů a vytvrdí je světlem. Tiskárna využívá technologii PolyJet, při které rovnou dochází k míchání barev a je tak možné vytisknout plnobarevný model,“ vysvětlil Vocílka.

Nejnáročnější oblast protézy je duhovka, protože je potřeba, aby se ta uměle vytvořená co nejvíce podobala zdravému oku pacienta a rozdíly nebyly na první pohled patrné. To je při ruční výrobě poměrně náročné, u strojové by se tak dalo dosáhnout lepších výsledků. Kromě času, který se strojovou výrobou ušetří, se protézy vytvořené touto metodou také výrazně zlevní. I když v Česku jsou oproti zahraničí poměrně levné – vyjdou na dva až tři tisíce, přičemž například v Anglii se částka dokáže vyšplhat až k devadesáti tisícům. Náklady na 3D tisk dosáhly necelých 850 korun. Po započtení dokončovacích prací je výsledná cena srovnatelná s ruční výrobou. Zatím jde jen o prototyp, na kterém bude student ještě dále pracovat a vylepšovat ho. V budoucnu by chtěl vyzkoušet biokompatibilní materiál, který se nyní používá na zubní náhrady. Výsledkem by byla protéza vyrobená čistě jen 3D tiskem.

(kah)

TémataFakulta strojního inženýrství studenti věda a výzkum

Související články:
Motor vzadu? Porsche, tipovali Japonci škodovku
Jaroslav List: Boj o titul krále Majálesu je pro mě další výzva
Student FSI dělal porotce na mistrovství světa formulí v texaském Austinu
Ve třídě má padesát dětí a učí v portugalštině, kterou ještě nedávno neuměla. Afrika přesto předčila má očekávání, tvrdí studentka VUT
Pham Minh Tuan: Češi jsou v jídle větší individualisti. Vietnamci jídlo sdílejí