Персонализирани титанови импланти вече се произвеждат в МУ-Варна благодарение на интегрирани 3D решения от SpaceCAD

Медицински университет – Варна официално въведе една от най-съвременните технологии в света на хирургията и денталната медицина – 3D принтиране на титан и кобалт-хром за производството на персонално изработени импланти. Проектът е реализиран с помощта на стратегическия технологичен партньор SpaceCAD, лидер в областта на индустриалното 3D принтиране и цифровите инженерингови решения. „С внедряването на металния 3D принтер DMP Flex 200 на 3D Systems и комплексния софтуерен пакет 3DXpert за обработка, дизайн и производство, България прави важна крачка към бъдещето на персонализираната медицина“, коментираха от SpaceCAD пред Инженер.bg.

От класическите импланти към персонализираната хирургия

Десетилетия наред хирурзите разчитаха на стандартни фабрични импланти, произведени серийно и предназначени да покриват широк кръг от клинични случаи. При сложни състояния — тежки тазови фрактури, туморни резекции или комплексни ревизии на стави — лекарите често бяха изправени пред трудната задача да „наместват“ анатомията на пациента към наличния имплант, а не обратното. Този компромис неизбежно води до по-висок риск от усложнения, по-дълъг възстановителен период и понякога – до незадоволителни функционални и естетични резултати. „Доскоро бяхме ограничени до модели от полимери, които служат основно за планиране. Сега вече можем да произвеждаме директни импланти за човешкото тяло – прецизни, индивидуални и перфектно съобразени с конкретния пациент“, подчерта проф. д-р Димитър Райков, ректор на МУ–Варна.

Благодарение на технологиите, които SpaceCAD достави и интегрира, имплантите могат да бъдат проектирани конкретно според нуждите на пациента — от КТ-сканирането до крайния титанов компонент.

Прецизност в микронен мащаб

Новата метална адитивна технология използва метод Direct Metal Laser Sintering (DMLS), при който лазер стопява метален прах слой по слой, създавайки сложни, здрави и биосъвместими конструкции. По този начин имплантът може да бъде проектиран така, че да съответства напълно на структурата на костта. „Слой по слой се изгражда целият детайл. Лазерът стопява металните прашинки с дебелина 30 µ, което е три пъти по-тънко от човешки косъм. Така получаваме изключително здрав и геометрично перфектен имплант, който отговаря на виртуалния модел до последния детайл“, обяснява доц. д-р инж. Цанка Дикова, ръководител на проекта. Системата позволява производство на медицински импланти от титанови сплави Ti6Al4V, както и кобалт-хром, широко използван в ортопедията, лицево-челюстната хирургия, онкологията и денталната медицина.

Ролята на SpaceCAD – технологичен партньор от следващо поколение

Като официален интегратор на 3D Systems за България, SpaceCAD доставя цялостната система. В основата ѝ стои металният 3D принтер DMP Flex 200, чиято задача е да произвежда високопрецизни титанови и кобалт-хром импланти. Но той е само последната стъпка в един много по-сложен цифров цикъл. Преди него идва D2P – специализиран софтуер, чрез който медицинските екипи преобразуват КТ или ЯМР изображенията в триизмерни анатомични модели. Именно този етап позволява да се улови реалната, индивидуална морфология на пациента, без която персонализираната хирургия би била невъзможна.

След това данните преминават към Freeform – мощен инструмент за дизайн на органични, анатомично сложни структури, работещ с хаптични устройства, които дават на дизайнера „усещане“ за формата. Това е особено важно при моделиране на лицево-челюстни, ортопедични или онкологични импланти, където дори милиметър отклонение може да промени клиничния резултат.

Последната стъпка преди печат е 3DXpert – индустриалният софтуер за подготовка за метално 3D принтиране, оптимизация на геометрията и настройване на параметрите на производство. Той гарантира, че имплантът ще бъде изграден с нужната механична здравина, микроструктура и прецизност, а крайният детайл ще съвпада напълно с анатомичния модел.

Този напълно дигитален поток – D2P, Freeform, 3DXpert и накрая DMP Flex 200 – превръща клиничния екип в реален производител на индивидуални импланти, създадени за конкретен пациент и конкретна хирургична ситуация. Така МУ-Варна разполага с цялостна инфраструктура, каквато имат водещите центрове в Европа и САЩ. „Нашата роля беше да осигурим цяла работеща система, която да позволи на хирурзите да преминат от образа към готовия имплант по най-прецизния начин. Горди сме, че тази технология вече работи в българска клинична среда – това е истинската персонализирана медицина, базирана на наука, инженерство и хирургична експертиза“, подчертаха от SpaceCAD.

Резултатите: по-малко усложнения, по-кратко възстановяване, по-добра прогноза

Когато имплантът е проектиран според конкретната анатомия на пациента, интервенцията спира да бъде упражнение в „напасване“ и става изпълнение на предварително планирана, прецизна процедура. Това означава по-кратко оперативно време, по-малко манипулации върху костта и меките тъкани и съответно по-нисък риск от инфекции и други постоперативни усложнения. „С персонализиран индивидуален имплант имаме продукт, който съответства идеално на анатомията на пациентите. Резултатите са по-добри, усложненията са минимални“, категоричен е проф. д-р Стефан Пеев, Декан на Факултета по дентална медицина. Тази по-голяма точност освен че улеснява хирурзите в залата, дава и по-бърз път към възстановяване — по-малко болка, по-кратка рехабилитация и по-бързо връщане към ежедневието от страна на пациентите.

За обучението и практиката в МУ-Варна промяната е не по-малко важна: инструментите вече позволяват на екипа да планира и симулира сложни реконструкции, да адаптира решения за редки или нестандартни случаи и да намали нуждата от последващи ревизии. „Досега можехме да правим модели от полимери и пластмаси, но не и директни импланти за човешкото тяло. С новата апаратура започва нов етап за всички хирургични специалности“, отбелязва проф. д-р Димитър Райков, ректор на МУ-Варна.

„За SpaceCAD този проект е потвърждение, че високотехнологичното 3D принтиране е бъдещето на медицината. Ние сме горди да бъдем партньор на МУ-Варна в тази революционна стъпка, която директно повишава качеството на живот на българските пациенти“, допълниха от компанията. Основана през 1996 г., компанията SpaceCAD е водещ системен интегратор в сферата на: адитивното производство, инженерните софтуерни решения, роботизацията, CNC технологиите, цифровата трансформация в индустрията. A партньорството ѝ със Siemens, 3D Systems, KUKA и други глобални лидери я поставя в центъра на технологичните иновации в региона.

Източник на снимковия материал: SpaceCAD (СпейсКад), ©Engineer BG via Canva.com