Nasza Loteria SR - pasek na kartach artykułów

Jak przy pomocy drukarki stworzyć skomplikowany model serca? GUMed pionierem w Polsce w produkcji modeli serca

Piotr Kallalas
Sylwia Mierzewska/UCK
Katedra i Klinika Kardiologii Dziecięcej i Wad Wrodzonych Serca GUMed jest w Polsce pionierem w produkcji i wykorzystaniu w edukacji modeli serca, które powstają w oparciu o technologię druku 3D.

Gdańscy specjaliści przeszło dwa lata temu zainicjowali swoją wielką przygodę z technologią 3D. Wszystko rozpoczęło się od współpracy z polską firmą Zortrax i nabycia pierwszej drukarki. Przedsiębiorstwo zapewniło urządzenie, materiały, a także wsparcie technologiczne. Natomiast cała koncepcja powstała dzięki zaangażowaniu dr. n. med. Jarosława Meyer-Szarego, który w wolnych chwilach przygotowywał modele serca i wykorzystywał swoją smykałkę do programów graficznych. Pasja i determinacja zaowocowały pierwszymi modelami. Specjaliści stopniowo zdobywali doświadczenie, a także kompletowali niezbędny sprzęt. Ten proces trwa zresztą nadal, ponieważ postęp techniczny jest niezwykle dynamiczny i wymaga stałego śledzenia najnowszych trendów. Po przeszło dwóch latach w klinice są drukowane już o wiele bardziej skomplikowane modele.

Jak przy pomocy drukarki stworzyć skomplikowany model serca? GUMed pionierem w Polsce w produkcji modeli serca
Sylwia Mierzewska/UCK

Katedra jest także w trakcie realizacji grantu edukacyjnego, dzięki któremu nawiązano współpracę z amerykańskim producentem zaawansowanych technologicznie drukarek. Nowoczesny sprzęt już trafił do Gdańska i teraz będzie wykorzystywany w praktyce przy tworzeniu modeli. Obecnie klinika ma trzy drukarki 3D, ale wkrótce przybędą kolejne trzy urządzenia.

Specjaliści podkreślają, że najważniejszym elementem jest wcześniejsze przygotowanie danych i wprowadzenie ich do programu obsługującego drukarki. Lekarze wykorzystują najczęściej badania tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego, które są tworzone w trakcie diagnostyki. Zdjęcia obrazujące różne płaszczyzny są podstawą, na bazie której tworzy się zaawansowane „plastikowe” struktury.

Czas samego wydruku zależy od poziomu skomplikowania i wielkości modelu oraz rodzaju użytej drukarki i waha się od kilku do kilkudziesięciu godzin.

- Czas przygotowania takiego modelu zależy od kilku czynników, m.in. od rodzaju wady i wielkości pacjenta, a zatem i modelu (wszystkie są w skali 1:1). Jeżeli dysponujemy wysokiej jakości badaniami obrazowymi, to u dorosłego pacjenta czas opracowania modelu cyfrowego wynosi kilka godzin. W przypadku modeli noworodków, gdzie struktury są bardzo małe, wręcz na granicy rozdzielczości tomografu i gdzie trzeba wykorygować pewne błędy (artefakty), taki proces jest o wiele bardziej czasochłonny. Z kolei czas samego wydruku zależy od poziomu skomplikowania i wielkości modelu oraz rodzaju użytej drukarki i waha się od kilku do kilkudziesięciu godzin. Na szczęście wydruk może trwać w nocy, bo nie wymaga stałej ingerencji, dzięki wysokiej precyzji i niezawodności posiadanych przez nas drukarek - podkreślił dr Jarosław Meyer-Szary.

Obecnie modele drukowane w technologii 3D w gdańskim ośrodku są wykorzystywane w kilku obszarach. Podstawowym elementem jest edukacja. Dzięki wydrukom narządów studenci mają możliwość obrazowania struktur anatomicznych, a przede wszystkim dokładnej analizy zmian patologicznych.

Jak przy pomocy drukarki stworzyć skomplikowany model serca? GUMed pionierem w Polsce w produkcji modeli serca
Sylwia Mierzewska/UCK

Dwuwymiarowe, książkowe schematy nie działają tak na wyobraźnię, a widzenie przestrzenne w oparciu o modele 3D będzie kluczowym atutem przyszłych chirurgów. Dlatego wykładowcy starają się zwiększać udział tej technologii w ofercie edukacyjnej.

- Chcielibyśmy, aby od nowego roku akademickiego ruszyły zajęcia fakultatywne z druku 3D i zastosowania tej technologii w medycynie. Dobrze, żeby już na wczesnych etapach edukacji pokazywać możliwości modeli i uczyć, w jaki sposób są one przygotowywane. Zajęcia będą zakładać zarówno elementy techniczne, w tym materiałoznawstwo, jak i przetwarzanie obrazowania medycznego i konkretne zastosowanie - powiedział dr hab. Robert Sabiniewicz.

Chcielibyśmy, aby od nowego roku akademickiego ruszyły zajęcia fakultatywne z druku 3D i zastosowania tej technologii w medycynie.

Chodzi jednak nie tylko o szkolenie przyszłych kardiologów interwencyjnych, ale także o edukację w zakresie samej pracy przy przygotowaniu modeli. Sprzęt i finansowanie to jedno, ale jest wielka potrzeba wyszkolonych specjalistów, którzy włączyliby się w przygotowanie medycznych modeli.

Jak przy pomocy drukarki stworzyć skomplikowany model serca? GUMed pionierem w Polsce w produkcji modeli serca
Sylwia Mierzewska/UCK

Modele 3D są również wykorzystywane podczas rozmowy z pacjentami i ich rodzinami w okresie poprzedzającym zabieg. - Jest to forma edukacji kierowana między innymi do pacjentów i rodziców, którzy mogą zrozumieć, jak wygląda wada serca i na czym będzie polegała operacja. Na takim modelu jest nam o wiele łatwiej wytłumaczyć zadanie kardiochirurga i pokazać, z jaką skalą trudności musi zmierzyć się, kiedy ma do czynienia z tak małym serduszkiem. To rodzicom otwiera oczy i niesie niezwykle duże korzyści - powiedział dr n. med. Jarosław Meyer-Szary. Ostatnią kwestią jest przygotowywanie do operacji. Lekarze przed zaplanowanym zabiegiem mogą krok po kroku prześledzić drogę dotarcia np. do patologicznej zmiany. Specjaliści mają przed oczami spersonalizowany model obrazujący dokładne kształty i rozmiary narządu pacjenta, który zostanie poddany terapii. Można powiedzieć, że naukowcy z Katedry i Kliniki Kardiologii Dziecięcej i Wad Wrodzonych przecierają nowy szlak. Specjaliści z innych oddziałów gdańskiego szpitala również dostrzegają zalety tej technologii i zgłaszają swoje zainteresowanie modelami. Przy pomocy drukarek 3D można przecież stwarzać modele dowolnych narządów. Taka współpraca rozszerza się także na inne placówki medyczne i to nie tylko z Pomorza. - Jesteśmy otwarci na współpracę i nie chodzi tu tylko o serce, ale także o druk innych narządów, między innymi nerek czy elementów kostnych. Pomagaliśmy wdrażać technologię w szpitalu w Rzeszowie, gdzie szkoliliśmy kolegów, którzy dopiero rozpoczynają pracę w tej tematyce. Otrzymujemy także sygnały z innych oddziałów w obrębie naszej placówki medycznej, które również interesują się wykorzystaniem takich modeli. Stopniowo rozwijamy naszą koncepcję - powiedział dr hab. Robert Sabiniewicz.

Zobacz też: Oto najlepsze wynalazki drukowane w 3D

Obecnie świat oszalał na punkcie drukarek 3D, a modele to tylko jeden z obszarów wykorzystania tej technologii. Każdy we własnym domu może stworzyć precyzyjny wydruk. Spektrum produkcyjne jest właściwie nieograniczone. W ten sposób powstają elementy konstrukcyjne, zabawki, a nawet produkty spożywcze. Rozwój tej technologii dotyczy także medycyny. Już teraz drukuje się implanty, które są wykorzystywane zwłaszcza w chirurgii twarzowo-szczękowej czy stomatologii. Obecne narzędzia pomagają zdecydowanie zwiększyć precyzję działania - stworzyć implanty idealnie dopasowane do organizmu pacjenta. Oczywiście druk 3D w przypadku implantów jest o wiele bardziej kosztowny, ponieważ wymaga odpowiednich materiałów i aseptyczności. Taka jest jednak przyszłość medycyny. Specjaliści z Katedry i Kliniki Kardiologii Dziecięcej i Wad Wrodzonych Serca GUMedu dostrzegają, iż obecny etap jest pewnym otwarciem. Inwestycja w edukację w zakresie druku 3D w przyszłości zapoczątkuje dalsze prace badawcze i wdrażanie kolejnych technologii. - Wierzymy, że w przyszłości będziemy drukować żywe narządy. To dzieje się na naszych oczach i jestem przekonany, że kiedyś będziemy mogli wydrukować np. zastawkę. Obecnie wykorzystujemy druk 3D do nieco mniejszych, ale równie interesujących projektów skupiających się w obszarze edukacji i planowania operacji. Ta technologia jest przyszłością dla medycyny, a także dla naszej kliniki - przyznał dr Robert Sabiniewicz.

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Dołącz do nas na X!

Codziennie informujemy o ciekawostkach i aktualnych wydarzeniach.

Obserwuj nas na X!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!
Wróć na dziennikbaltycki.pl Dziennik Bałtycki