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Fallstudien

3D-gedrucktes Modell für Wirbelsäule und Luftröhre

Projektübersicht

Das dritte Krankenhaus der Peking-Universität forderte ein genaues 3D-Modell der Wirbelsäule und der Luftröhre eines Patienten für eine bevorstehende Operation. Es gab Komplikationen mit der Luftröhre des Patienten aufgrund einer Erkrankung, und es war dem Chirurgen nicht möglich, einen Tubus hindurchzuschieben und die Operation abzuschließen. Das Krankenhaus kam zu uns und suchte nach einem Modell, um verschiedene Lösungen praktisch auswerten zu können.

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Projektanforderungen

Das Krankenhaus stellte uns einen CT-Scan des Wirbelsäulenbereichs des Patienten zur Verfügung und forderte, dass alle im Scan enthaltenen Details im endgültigen Modell dargestellt werden. Eine zusätzliche Anforderung bestand darin, dass die Luftröhre aus weichem Material hergestellt werden sollte, während der Rest des Modells aus einem harten Material besteht. Sie bevorzugten auch, dass die Luftröhre eine andere Farbe als die anderen Teile hat.

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Vorbereitung

Da es sich um ein medizinisches Projekt handelt, haben wir die CT-Scan- und NMR-Daten in eine medizinische Spezialsoftware importiert, die alle Daten in ein 3D-Modell konvertieren kann.

In der Software konnten wir die problematischen Bereiche der Luftröhre des Patienten sehen

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Wir haben die Wirbelsäule und andere Knochen innerhalb der Software von der Luftröhre getrennt. Die Teile, die in Hartplastik mit 3D-Druck versehen werden sollen, sind orange und die Luftröhre grau dargestellt.

Nach Abschluss der Analyse mussten unsere Techniker alle erforderlichen Unterstützungsstrukturen hinzufügen. Dieses spezielle Modell war sehr komplex und ohne Bedrucken von Trägermaterial würde die Form instabil werden oder sogar zusammenfallen. Dies ist eine äußerst komplexe Aufgabe, aber die fortschrittliche Software macht sie viel effizienter. In der Abbildung unten sind die roten Abschnitte alle Stützstrukturen, die in der Postproduktion entfernt wurden.
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Drucken

Die nächste Stufe war das Drucken. In medizinischen Projekten wie diesem ist nur eine exakte Kopie möglich, und der erforderliche Detaillierungsgrad ist umwerfend. Der SLA-3D-Druck ist jedoch für solch komplexe Formen und Strukturen mehr als geeignet. Mit den erfahrenen Ingenieuren von ProtoFab wurde jedes Detail bis ins kleinste Detail perfekt reproduziert.

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Nach Produktion

Nach dem Drucken wurde das Modell vorsichtig aus dem Drucker genommen und in Alkohol gewaschen. Es war an der Zeit, die vielen Stützstrukturen abzubauen. Im mittleren Bild unten sind die Stützstrukturen noch vorhanden, das Bild rechts zeigt jedoch die endgültige Version des Modells mit entfernten Stützelementen. Es waren keine sichtbaren Spuren von diesem zusätzlichen Druckmaterial vorhanden und der Kunde war mit dem Endergebnis sehr zufrieden.

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Herstellung der Windpipe aus weichem Material

Das Krankenhaus verlangte, dass die Luftröhre aus einem weichen Gummimaterial hergestellt werden sollte, im Gegensatz zu den harten Materialskeletten. Um dies zu erreichen, wurde zunächst ein Kunststoffmodell des Teils in 3D gedruckt. Wir haben es dann mit einem dreidimensionalen Scanner gescannt, und die Ergebnisse wurden ins Krankenhaus zurückgeschickt, um die Genauigkeit zu bestätigen.

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Dieses hochwertige Modell wurde dann zur Herstellung einer Silikonkautschukform verwendet. Es war wichtig, dass das 3D-gedruckte Modell fehlerfrei ist, da etwaige Unvollkommenheiten in die Form übertragen werden. Mit dieser Form könnten wir dann die Weichteile im Vakuumguss in verschiedenen Farben herstellen.

Nachdem beide Abschnitte fertiggestellt waren, mussten sie nur noch zusammengebaut werden. Das fertige Modell wurde an das Krankenhaus Nr. 3 in Peking geliefert und spielte eine entscheidende Rolle bei der Operation des Patienten. Es erlaubte den Ärzten, vor der Operation eine millimetergenaue physische Darstellung der Luftröhre des Patienten und seiner Umgebung zu analysieren, und es wurde ihnen ermöglicht, Vorbereitungen zu treffen, die ansonsten unmöglich wären. Nachdem die Operation abgeschlossen war, dient das hochwertige Modell weiterhin einem Zweck im Krankenhaus und bietet Studenten und Chirurgen die Möglichkeit, einen konkreten Fall in der Hand zu halten und all ihre Komplexität aus nächster Nähe zu sehen. Für Trainingszwecke sind solche detaillierten Modelle sehr wertvoll.

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Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie ProtoFab Lösungen für die medizinische Industrie bieten kann, oder wenn Sie ein Projekt haben, das dem hier beschriebenen ähnlich ist, können Sie sich gerne an uns wenden!