הדפסת תלת מימד תופסת עמדה חשובה יותר ויותר בתחום הרפואי, במיוחד בתחום רפואת העיניים. לדוגמה, ניתן להתאים משקפיים מודפסים בתלת מימד בצורה מושלמת לצרכיו ולהעדפותיו של המטופל. ייצור תוסף מציע אפשרויות חדשות על ידי הגברת הדיוק וההתאמה האישית של הטיפולים. על פי Research And Markets, שוק המכשור הרפואי להדפסת תלת מימד צפוי להגיע ל-4.9 מיליארד דולר עד 2026, עם קצב צמיחה שנתי של 24.5%, המעיד על קצב ההתקדמות הטכנולוגית המהיר. השבוע, אנו נותנים לכם סקירה מפורטת של היישומים הרבים של הדפסת תלת מימד בתחום רפואת העיניים. בדירוג שלנו נציג לכם שתלים שונים, מכשירים, פרויקטים חדשניים ואפילו עדשות מגע שנעשו באמצעות הדפסת תלת מימד. למד כיצד טכנולוגיה זו משנה את החזון ואת היתרונות שהיא מביאה למטופלים ולרופאים.
שתלי עיניים ותותבות
בנובמבר 2021, הודיע בית החולים לעיניים מורפילדס כי החולה הבריטי הראשון קיבל עין מודפסת בתלת מימד, מה שסימן פריצת דרך היסטורית בתחומי האופטומטריה והדפסת תלת מימד. ההישג הושג הודות לשיתוף פעולה בין חוקרים מבתי חולים, ה-NHS והאוניברסיטה מכללת לונדון, כמו גם פראונהופר ואוקופיי, שפיתחו את התוכנה. העין התותבת מספקת עומק אישונים ריאליסטי והגדרה ברורה. הנמען Steve Verze החליף את התותבת המסורתית שלו בגרסה החדשה הזו, וציין שהוא נראה נהדר ומתאים כמעט בצורה מושלמת הודות לסריקה דיגיטלית של העין השנייה שלו.
עיניים תותבות מודפסות בתלת מימד של Fraunhofer ו-OCUPEYE
חוקרים ממכון Fraunhofer שיתפו פעולה עם OCUPEYE Ltd לפיתוח טכנולוגיה חדשנית להדפסת עיניים מלאכותיות בתלת מימד. הטכנולוגיה, שנועדה לענות על הביקוש הגובר לעיניים מלאכותיות, מפחיתה את זמן הייצור ב-80% ומאפשרת יצירת תותבות שלמות תוך 90 דקות בלבד. למעשה, זה מקטין משמעותית את עומס העבודה של רופאי עיניים. התותבת המודפסת בתלת מימד מעוצבת על בסיס סריקה של העין התפקודית של המטופל, מה שמבטיח התאמה מושלמת בארובת העין ומראה מציאותי. הנתונים שנוצרו מעובדים לאחר מכן על ידי מודל של בינה מלאכותית (AI) שיוצר את העיצוב. ההדפסה נעשתה באמצעות מדפסת J750 multi-jet באמצעות חומר VeroVivid. עם רזולוציה של 18 מיליארד טיפות לסנטימטר מעוקב, המדפסת יכולה לייצר באופן מדויק, ריאליסטי ואסתטי שתלי עיניים המשתלבים עם העין שנותרה. בעתיד, הצוות מתכנן לשפר שיטה זו כדי להפחית עוד יותר את עלויות הייצור.
VisioPrinTech מציעה קרניות מודפסות בתלת מימד בהתאמה אישית
האוכלוסייה שלנו מזדקנת, ובעיות בריאות מתגברות עם הגיל. בעיות אלו משפיעות לא רק על המפרקים, העצמות וזרימת הדם, אלא גם על הראייה. בעיה ידועה אחת היא דפורמציה של הקרנית, שעלולה להוביל למחלת קרנית המגבילה את הראייה. במקרים אלה ניתן לטפל לעיתים קרובות בפרוצדורות כירורגיות, כגון השתלות קרנית. עם זאת, תרומת קרנית נדירה והסיכון לדחייה גבוה. כדי לטפל במצב זה, המכון הטכנולוגי של קרלסרוהה (KIT) יחד עם Carl Zeiss Meditec AG ו-Evonik Healthcare פיתחו פתרון באמצעות הדפסת תלת מימד לטיפול במחלות אלו. התהליך שלהם, שנקרא VisioPrinTech, משתמש במודל ביולוגי המורכב מתאי הגזע של המטופל וסיבי קולגן שעברו שינוי כימי, אשר מודפסים ישירות במהלך הניתוח. גישה זו מתגברת על האתגרים של תרומה ודחייה תוך מתן דיוק ופונקציונליות גדולים יותר. לכן, קרניות מודפסות בתלת מימד יכולות לסייע בשיקום הראייה של המטופלים.
עיניים מלאכותיות בהדפסת תלת מימד ובעבודת יד
ניקולס פולס, רופא עיניים בבית החולים המלכותי לבריסביין והנשים באוסטרליה, יוצר עיניים תותבות עבור חולים שהפכו עיוורים עקב סרטן או פציעה. תהליך הייצור אורך זמן רב, במיוחד שבית החולים חייב לספק תותבות עיניים לכ-100 מטופלים מדי שנה. המכון לייצור ביולוגי של הסטון בוחן כיצד הדפסת תלת מימד יכולה לשפר את הייצור על ידי ביצוע מחקרי הערכת מטופלים. המטרה היא להשוות עיניים מודפסות בתלת מימד עם עיניים בעבודת יד. המכון משתמש בסריקה תלת מימדית וצילום ברזולוציה גבוהה. עם זאת, טכנולוגיית תלת מימד אינה יכולה להתחרות כיום עם תותבות בעבודת יד, אם כי ייתכן ששני התהליכים ישולבו בעתיד.
OMFS-IMPATH מייעל את הפיתוח של תותבות עיניים
כאשר עין חסרה, אובדת או מתכווצת, יש צורך בתותבת עין מותאמת אישית כדי להקל על ההחלמה הפיזית והפסיכולוגית של המטופל. חולים רבים מפתחים תסמונת אנופיה, המאופיינת בתותבות ובפטוזיס בעפעפיים, מה שגורם לשביעות רצון נמוכה ומשפיע על איכות החיים. מומחי OMFS-IMPATH פיתחו תהליך חדשני המשתמש בסריקה, תכנון והדפסה תלת מימדית לעיצוב תותבות עיניים מותאמות אישית ומדויקות. שיטה זו משחזרת במדויק את העין הטבעית, מבטיחה התאמה אנטומית מדויקת ומשפרת את היכולות התפקודיות והמראה של המטופל.
עפעפיים מלאכותיים מודפסים בתלת מימד
באוניברסיטת אינסברוק, לסטודנטים לרפואה יש הזדמנות ללמוד ולהתאמן על עפעפיים מלאכותיים מודפסים בתלת מימד. עפעפיים אלו שוחזרו מדגם גוף אנושי, המאפשר לנתח את התכונות המכניות של רקמת האדם ולהשוות עם הדגם המודפס. תוכנית זו היא קריטית לא רק להכשרת רופאים ומנתחים עתידיים, אלא גם למתן טיפול טוב יותר לחולים. כך, המנתחים יכולים להתאמן על רפרודוקציות נאמנות של עפעפיים ספציפיים למטופל לפני ביצוע ניתוח בחדר הניתוח.
רקמת עין מודפסת תלת מימדית
מדענים מהמכון הלאומי לעיניים (NEI) משתמשים בתאי גזע של חולים ובהדפסה ביולוגית תלת-ממדית כדי לייצר רקמת עין כדי להעמיק את ההבנה שלנו לגבי המנגנונים הגורמים לעיוורון. הצוות הדפיס שילובים של תאים היוצרים את מחסום הדם-רשתית מחוץ לעין, התומך בקולטנים רגישים לאור ברשתית. הטכנולוגיה מאפשרת שימוש ברקמה שמקורה במטופל כדי לחקור מחלות ניווניות ברשתית כגון ניוון מקולרי הקשור לגיל (AMD).
עד כה, מעט ידוע על מנגנוני הופעת AMD והתקדמות לשלבים מתקדמים עקב היעדר מודלים אנושיים. ניתוח של הבדים המודפסים בתלת מימד ובדיקות גנטיות ותפקודיות הראו שהבדים המודפסים דומים ומתנהגים בדומה למחסום הדם-רשתית החיצוני האנושי. המחקר ממשיך להבין טוב יותר את מקורותיהן של מחלות אלו ולבדוק טיפולים מונעים ממוקדים.
עדשות מגע מודפסות בתלת מימד
כבר דיברנו על הנושא של משקפיים מודפסים בתלת מימד, אבל האם ידעת שיש גם עדשות מגע מודפסות בתלת מימד? פרויקט שהושק בשנת 2021 על ידי אוניברסיטת ח'ליפה למדע וטכנולוגיה (KUST) מוקדש להשגת יעדים אלה. חוקרים פיתחו עדשות מגע באמצעות הדפסת 3D DLP ותוכנת עיצוב בעזרת מחשב (CAD). לאחר ההדפסה, העדשות עוברות עיבוד לאחר ומוחלקות על מנת להבטיח גימור משטח מושלם. אפילו יותר טוב, עדשות מגע אלו הן "חכמות" ובעלות יכולות חישה מובנות.
השתלות עיניים ופנים ראשונות שבוצעו באמצעות ייצור תוסף
במהלך ניתוחים מורכבים, איכות המכשירים הניתוחיים היא קריטית. השתלות עיניים ופנים חלקיות המבוצעות בארצות הברית ממחישות חשיבות זו, הודות לתכנון וייצור תוסף של חברת Materialize הבלגית. אהרון ג'יימס איבד את עינו השמאלית וחלק מפניו בתאונת עבודה. בזמן ההמתנה להשתלה, הצוות הרפואי ב-NYU Langone Health עבד עם המהנדסים הקליניים של Materialize כדי לפתח תוכנית כירורגית. ל-Materialize היה תפקיד מפתח בתכנון ובביצוע של ניתוח מורכב זה. הם השתמשו בסריקות טומוגרפיה ממוחשבת (CT) כדי ליצור תוכנית טרום ניתוחית וירטואלית המפרטת כל שלב בהליך הניתוחי. לאחר שנמצא תורם, Materialize עיצבה והדפיסה בתלת מימד את המכשירים הדרושים תוך פחות מ-24 שעות, כולל ציוד רפואי מותאם אישית, דגמי עצמות מדויקים ומדריכי חיתוך המתאימים לאנטומיה של המטופל והתורם. ההתאמה האישית והדיוק של מכשירים אלה מפחיתים את הסיכון.
עדשות מגע מותאמות אישית לטיפול בקטרקט
חוקרים מאוניברסיטת מזרח אנגליה עשו פריצת דרך גדולה בטכנולוגיית מכשירי העיניים. הם פיתחו שרף חדש להדפסת תלת מימד שיכול ליצור שתלי עיניים הנחוצים לניתוחי שבירה וקטרקט. ניתן להשתיל בקלות ובבטחה את העדשה התוך עינית (IOL) שהתקבלה. סוג זה של עדשה מודפסת ניתנת להתאמה אישית לצורת העין של כל מטופל ולצרכי הראייה הספציפיים, ומספקת תיקון ונוחות ראייה טובים יותר. למרות שעדשות אלו עדיין בשלב הפיתוח, החוקרים מאמינים שהן יכולות גם לתקן שגיאות שבירה כגון קוצר ראייה, רוחק ראייה ופרסביופיה.
שימוש בהדפסת תלת מימד כדי לדמות מודלים של טראומה בעיניים
חוקרים מבית החולים קינגס קולג' בבריטניה פיתחו מודל הדמיית פגיעה בעין באמצעות הדפסת תלת מימד. הדגם עוצב עם Fusion 360 והודפס עם Stratasys J850, והוא מבוסס על מקרים קליניים אמיתיים. הוערך על ידי 14 רופאי עיניים ו-5 רופאים, הוא הראה שיפורים משמעותיים באמון המשתמש בטכניקות הערכה ותפירה. הדפסת תלת מימד מציעה יתרונות מרכזיים, כגון זמן ייצור מופחת ויצירת אב טיפוס מואצת. מודלים אלה ניתנים לייצור המוני בבתי חולים, מה שמאפשר לרופאים לחדד את כישוריהם בצורה יעילה יותר תוך מתן אלטרנטיבה לעיניים ולגופות של בעלי חיים להכשרה כירורגית.
משקפיים מודפסים בתלת מימד יכולים לרפא עיוורון צבעים
חוקרים מאוניברסיטת חליפה פיתחו משקפיים מודפסים בתלת מימד שיכולים לטפל בהפרעות בראיית צבע. משקפיים אלו מכניסים עדשות כהות למסגרות מודפסות תלת-ממדיות של MSLA המסננות אורכי גל לא רצויים תוך מתן אפשרות לשאר הספקטרום הגלוי לעבור דרכן. לאחר תכנון אב הטיפוס באמצעות SOLIDWORKS, החוקרים הדפיסו אותו על Prusa SL1S באמצעות שרף ASIGA DentaClear ו- Grey, עם זמן הדפסה של 6 שניות לשכבה ועובי של 25 מיקרון. לדברי הצוות, מסגרות מודפסות תלת מימד אלו מציעות אלטרנטיבה ניתנת להתאמה אישית ופוטנציאלית יעילה יותר למשקפיים המסחריים הנוכחיים.
