Student brn�nsk�ho VUT navrhl a vyrobil protetick� oko na 3D tisk�rn� od MCAE Systems

Zrakov� posti�ený student VUT v Brn�, Ond�ej Vocílka, letos p�išel s revolu�ním nápadem vyrobit o�ní protézu pomocí 3D tisku. A u MCAE Systems našel tu nejvhodn�jší 3D tiskárnu - Stratasys J750 s technologií PolyJet.

P�ednáška o technologiích 3D tisku na FSI VUT v Brn� Ond�eje Vocílku zaujala natolik, �e za�al p�emýšlet o jejím vyu�ití p�i výrob� oftalmologických protéz a jak by je bylo mo�né co nejvíce p�izp�sobit pacient�m. Po dohod� s p�ednášejícím se za�al tomuto tématu v�novat ve své bakalá�ské práci.

Standardn� se o�ní protézy vyrábí ru�n� ze skla �i akrylátu, a tak estetický dojem celé protézy závisí zejména na zkušenostech a šikovnosti protetika. Nejnáro�n�jší �ástí ru�ní výroby je duhovka, proto�e se musí co nejvíce podobat zdravému oku pacienta. Toho je však konven�ními zp�soby obtí�né dosáhnout.

Ond�ej se ve své práci zabývá výrobou prototypu o�ní protézy pomocí 3D tisku na bázi modelu získaného skenováním své ru�n� vyrobené starší protézy z PMMA. Model byl modifikován v programu 3ds Max 2017. Tímto postupem bylo vymodelováno jádro protézy s texturou, která byla vytvo�ena z fotografie oka. Vytišt�né jádro o�ní protézy bylo dále zalito �irým akrylátem, aby se vytvo�il zdravotn� nezávadný povrch.

Samotná výroba jádra náhrady byla realizována na 3D tiskárn� Stratasys J750 s technologií aditivní výroby PolyJet (technologie pro p�esný 3D tisk model� nanášením fotopolymeru a jeho vytvrzováním UV zá�ením). Tato tiskárna je díky svým mo�nostem ideální pro takto náro�ný tisk. Zde do procesu vstupuje MCAE Systems, která 3D tiskárny zna�ky Stratasys nabízí na �eském a slovenském trhu.

3D tiskárna Stratasys J750 umo��uje míchat a kombinovat plnobarevné p�echody spolu s nebývalým rozsahem volby materiál�. Nabízí výb�r z více ne� 360.000 r�zných barevných odstín� a mnoho materiálových vlastností, od tuhých po pru�né nebo od nepr�hledných po pr�hledné. Tato tiskárna je dosud jediná na sv�t�, která zhotovuje plnobarevné, multimateriálové prototypy a díly v rámci jedné tiskové úlohy, co� výrazn� urychluje tvorbu realistických model�, prototyp� a díl� pro prakticky libovolné aplika�ní pot�eby v�etn� aplikací v oblasti medicíny.

3D tiskárna m�la p�i tisku duhovky na prototypu vynikající výsledky. Stále ale chyb�lo jemné o�ní �ilkování a nebyla p�idána ani �ádná povrchová úprava, která by napodobila lesk skute�ného lidského oka. Tyto problémy Ond�ej vy�ešil p�idáním vy�esané �ervené bavlny a vrstvy plexiskla na povrch prototypu, podobn� jako se to �eší u b�ných akrylových protéz.

Celý proces 3D tisku jádra o�ní protézy zabere asi hodinu a p�l, zatímco výroba klasické akrylové protézy trvá zhruba osm hodin a p�íprava sklen�né protézy m��e být pro pacienta p�ipravena do dvou hodin. V �eské republice se standardní cena o�ní protézy pohybuje v rozmezí od 2 000 do 3 000 korun, zatímco v Anglii tato �ástka �iní v p�epo�tu a� 90 000 korun. Náklady na tisk jádra prototypu nebyly vyšší ne� 850 K�, po zapo�tení práce p�i aplikaci povrchové vrstvy byla cena prototypu srovnatelná s ru�ní výrobou.

Ond�ejova 3D tišt�ná protéza je zatím jen základní, jednoduchý prototyp, který neprošel �ádnými zdravotními testy, a m�l za úkol zejména prov��it vhodnost technologie. V sou�asné dob� pracuje na vývoji efektivn�jšího zp�sobu výroby a kone�ným cílem je protéza vyrobená jen 3D tiskem, která by byla i výrazn� levn�jší. Jednou z dalších mo�ných výhod je ukládání model� protéz do databáze. Po skon�ení �ivotnosti tak lze jednoduše protézu znovu vytisknout na 3D tiskárn� a poslat pacientovi.