כאן, אנו מציגים פרוטוקול להדגים הדפסה תלת-ממדית בבניית שתלי גירוי מוחי עמוק.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים פרוטוקול להדגים הדפסה תלת-ממדית בבניית שתלי גירוי מוחי עמוק.
הדפסה תלת ממדית הוחלה באופן נרחב בתחום הרפואי מאז שנות השמונים, בעיקר בניתוח, כגון סימולציה מראש, למידה אנטומית והכשרה כירורגית. זה מעלה את האפשרות של שימוש 3D הדפסה כדי לבנות שתל נוירוניתוחי. העבודות הקודמות שלנו לקחו את הבנייה של הטבעת חור בגולגולת כדוגמה, תיאר את התהליך של שימוש בתוכנות כמו עיצוב בעזרת מחשב (CAD), Pro/מהנדס (Pro/E) ו-3D מדפסת לבנות מוצרים פיזיים. כלומר, יש צורך בשלושה צעדים, ציור של תמונה דו-ממדית, בניית תמונת תלת-ממד של טבעת חור בגולגולת, ושימוש במדפסת תלת-ממדית להדפסת הדגם הפיזי של טבעת החור בגולגולת. פרוטוקול זה מראה כי טבעת חור בר עשוי סיבי פחמן יכול להיות יצוק במהירות ובדייקנות על ידי הדפסה 3D. זה ציין כי הן CAD ו Pro/E תוכנות ניתן להשתמש כדי לבנות את הטבעת חור בר באמצעות שילוב עם נתונים הדמיה קלינית להחיל עוד 3D הדפסה כדי להפוך את מתכלים בודדים.
הדפסה תלת ממדית הוחלה בתחום הרפואי מאז שנות ה-80, במיוחד בניתוח להדמיה מבצעית, למידה אנטומית ואימון כירורגי1. לדוגמה, בפעולות השדרתי, סימולציה מראש ניתן לנהל באמצעות 3D מודפס כלי דם דגמי2. עם פיתוח של הדפסה תלת-ממדית, מרקם, טמפרטורה, מבנה ומשקל של כלי דם מוחין יכול להיות מדומה במידה הרבה ביותר של תרחישים קליניים. מתלמדים יכולים לבצע פעולות כירורגיות כגון חיתוך והעצמה על מודלים כאלה. ההכשרה הזאת חשובה מאוד. למנתחים3,4,5 כיום, תיקוני טיטניום שנוצרו על ידי הדפסה 3D יש גם בהדרגה הוחל6, מאז תותבות הגולגולת שפותחה על ידי הדפסה 3d לאחר הדמיה ושחזור מאוד conformal. עם זאת, פיתוח ויישום של הדפסה 3D ב נוירוכירורגיה עדיין מוגבל.
הטבעת חור בר, כחלק של התקן קיבוע העופרת, נעשה שימוש נרחב גירוי מוחי עמוק (DBS)7,8,9,10. עם זאת, טבעות חור הבור הנוכחי נעשים על ידי יצרני המכשיר הרפואי על פי מפרטים ומידות אחיד. הטבעת הסטנדרטית של בור הגולגולת אינה מתאימה תמיד לכל התנאים, כגון מומים מגולגלות וניוון קרקפת. זה עשוי להגביר את חוסר הוודאות של הפעולה ולהפחית את הספיחה. הופעתה של הדפסה 3D מאפשר לפתח אישית טבעות חור בר עבור חולים בתרחישים קליניים5. במקביל, טבעת חור בר, אשר אינו קל להשגה, אינו מסיע הפגנה נרחבת לפני הניתוח ואימון כירורגי1.
כדי לטפל בבעיות שהוזכרו לעיל, הצעתי לבנות טבעת חור בר עם הדפסה תלת-ממדית. מחקר קודם במעבדה שלנו תיאר טבעת חור חדשני בגולגולת עבור DBS11. במחקר זה, טבעת זו חור חדשני ייחשב דוגמה מצוינת להפגין את תהליך הייצור המפורט. לכן, מטרת מחקר זה היא לספק תהליך מידול ותהליך טכני מפורט של בניית טבעת בור מוצק בגולגולת באמצעות הדפסה תלת-ממדית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. ציור דו מימדי (2D)-תמונה של טבעת חור בגולגולת
2. בניית תמונה תלת-ממדית של טבעת חור הגולגולת
3. שימוש במדפסת תלת-ממדית להדפסת הדגם הפיזי של טבעת חור בר
4. מדידה של שגיאה אבסולוטית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שלוש תצוגות של תמונות דו-ממדיות נבנו באמצעות תוכנת CAD מסחרית (עיין בטבלת החומרים). בתמונות אלה, גודל מעשי ודרישות טכניות נוספו גם (איור 1). עוד, נתונים תלת-ממדיים נבנו (איור 2) ונשמרו בפורמט STL (איור 3). כפי שהוצג באיור 4, נבנו חלקים מוצקים על מצע המדפסת. בחירת חמש קבוצות של חלקים אלה, שגיאה אבסולוטית וטווח שגיאות חושבו (איור 6
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות אלה הראו כי התוכנה בשימוש היו מעשית מעשית לבנות דגמי תלת-ממד של טבעות חור בר (איור 1 ואיור 2), והדפסה 3d ניתן להשתמש כדי לבנות דגמים מוצקים עם חומרים ייעודיים (איור 4). במונחים של גודל המודל המוצק, אירעה שגיאה מוחלטת בין 0 ל-0.59 מ"מ שנקבעה באמצעות המדידה שנעשתה על-ידי מדידת נייר ורנייר (איור 6). במידה מסוימת, השגיאה היא בלתי נמנעת מאחר ששגיאה מוחלטת כזו נובעת מגורמים רבים, כגון איכות מכשיר ההדפס...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו נתמכת על ידי מענקים מקרן המדע הטבעי של פרובינצית גואנג-דונג (No. 2017A030313597) ו האוניברסיטה הדרום רפואי (לא. . LX2016N006, לא KJ20161102).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Adobe Photoshop גרסה 14.0 | מערכת Adobe? US | _ | זמין רק עם מנוי בתשלום. |
| מדפסת תלת מימד Allcct | Allcct technology co., LTD, ווהאן, סין | 201807A794124CN | |
| Allcct_YinKe_V1.1 | Allcct technology co., LTD, WuHan, סין | התוכנה מסופקת על ידי יצרן מדפסות התלת מימד ואין מספר קטלוגי המשויך אליה | |
| AutoCAD 2004 | Autodesk co., LTD? ארה"ב | 666-12345678 | תוכנה למודלים דו-ממדיים |
| סיבי פחמן | Allcct טכנולוגיה ושות', בע"מ, ווהאן, סין | PLA175 ואוסלאש; 5181&אוסלאש; 3&אוסלאש; B | החומר מסופק על ידי יצרנית מדפסות התלת מימד |
| Netfabb Studio Basic 4.9 | Autodesk co., LTD? ארה" | ב-התוכנה | מסופקת על ידי יצרן מדפסות תלת מימד ופתוחה לגישה |
| ל-Pro/E 2001 | Parametric Technology Corporation, PTC, US | _ | Software עבור מודלים תלת מימדיים; זמין רק עם מנוי בתשלום. |
| קליפר ורנייה | בייג'ינג מכונות אור כחול חשמל מכשיר ושות'. LTD, סין | GB/T 1214.1-1996 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה