Казань

Ученые благодаря 3D-печати в рекордные сроки изготовили суперреалистичные протезы глаз

Новый метод 3D-печати совершает революцию в производстве протезов глаз, предлагая более быстрое и эстетически совершенное решение по сравнению с традиционными методами. Этот технологический прогресс дает значительные преимущества восьми миллионам людей во всем мире, страдающих от врожденных пороков развития или потери глаза.

Ограничения ручного процесса

Индивидуальные глазные протезы, необходимые в случае потери глаза или врожденных пороков развития, являются насущной необходимостью для миллионов людей во всем мире. Традиционно изготовление таких протезов включает в себя сложный ручной процесс, выполняемый специалистами-окулистами.

Сначала они снимают слепок с глазницы пациента, временно заполняя глазницу эластичным формовочным материалом. Этот материал передает специфическую форму глаза и глазницы. Затем формовочный материал удаляется и используется в качестве шаблона для создания воскового слепка, который соответствует глазнице пациента. Затем воск разглаживают, проверяют и изменяют его форму до тех пор, пока он не будет удобно прилегать.

После того как форма воскового слепка будет окончательно завершена, из него изготавливается пластиковая версия глазного протеза. Этот пластиковый протез раскрашивается вручную, чтобы соответствовать цвету и внешнему виду здорового глаза пациента. Для обеспечения удобной посадки и естественного вида могут потребоваться дополнительные корректировки. Этот процесс может занять у квалифицированного окулиста несколько часов. Несмотря на это, такие производственные процессы имеют недостатки с точки зрения времени и переменного качества.

Несмотря на то, что технология 3D-печати рассматривается как способ упростить этот процесс, существующие методы по-прежнему основаны на ручном цифровом проектировании и требуют значительного опыта, поэтому новое достижение так интересно.

Новая революционная техника

В своей недавней работе исследователи разработали метод, который использует данные изображения, полученные с помощью оптической когерентной томографии, для получения информации о форме глаза. В деталях оптическая когерентная томография работает путем испускания лучей света в направлении глаза. Различные части глаза отражают свет по-разному в зависимости от их структуры. Анализируя то, как отражается свет, ОКТ может создавать поперечные изображения глаза, которые дают ценную информацию о его форме и структуре.

Так, в контексте создания персонализированных глазных протезов эти ОКТ-изображения используются для понимания специфической формы глазницы и направления цифрового дизайна протеза. Это важнейший шаг, гарантирующий, что протез будет идеально соответствовать структуре глаза пациента. Далее используется статистическая модель, позволяющая предсказать оптимальную форму протеза даже при неполных данных. Кроме того, внешний вид протеза создается автоматизированным способом на основе соседнего здорового глаза.

После того как форма и внешний вид определены в цифровом виде, протез печатается в 3D с помощью цветного принтера из нескольких материалов. После печати вносятся коррективы в соответствии с действующими нормами.

Протезы глаз получают за 90 минут

На данный момент с помощью этого подхода в лондонской глазной больнице Moorfields Eye Hospital (MEH) были созданы протезы глаз для более чем 200 взрослых пациентов, включая десять человек, подробно описанных в новом исследовании. Каждый из этих протезов глаз был изготовлен менее чем за 90 минут. Для сравнения, традиционные методы зачастую требуют до восьми часов ручной работы квалифицированного специалиста.

Помимо скорости, 3D-печать обладает и эстетическими преимуществами. Она позволяет создавать протезы глаз, которые выглядят более естественно, чем их традиционные аналоги. Это может значительно повысить уверенность в себе пациентов, которые могут опасаться, что их протез будет заметен.

Однако, несмотря на то, что этот прорыв предлагает многообещающее решение, остаются проблемы, особенно для пациентов с очень сложными глазницами, которые могут не подходить для процесса 3D-печати. Также необходимы дальнейшие исследования, особенно в области применения этой техники у детей, чтобы оценить ее жизнеспособность в различных сценариях. Несмотря на это, по оценкам исследователей, около 80 % взрослых, нуждающихся в глазных протезах, теоретически могут быть оснащены ими таким образом.

Команда планирует продолжить клинические испытания, чтобы оценить долгосрочные характеристики этих 3D-печатных глаз на сорока пациентах в глазной больнице Мурфилдс, и надеется опубликовать результаты в этом году.

Подробности исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Источник: https://new-science.ru/superrealistichnye-protezy-glaz-izgotovleny-v-rekordnye-sroki-blagodarya-3d-pechati/

Новости, конференции и другая интересная информация

В России создали устройство для диагностики лёгочных заболеваний на основе ИИ

Команда российских студентов и учёных разработала и успешно провела лабораторные испытания портативного устройства для точного мониторинга и неинвазивной диагностики астмы и хронической обструктивной

Конференция молодых учёных OpenBio

К участию в конференции приглашаются студенты, аспиранты, преподаватели, сотрудники НИИ и коммерческие организации. Представить свои исследования можно по темам: — Вирусология —

Электроды в мозге поймали сигнал «внутреннего голоса»

Ученые из Сколтеха, Федерального центра нейрохирургии Минздрава РФ, Сеченовского университета и МГУ имени М. В. Ломоносова исследовали мозговую активность при письме и говорении у двух пациентов с