Magazín Experiment: Jak pomáhá při operacích očnice 3D tiskárna? A jak se rozmnožují bazilišci?

K frakturám jedné z nejtenčích kostí v těle dochází nejčastěji při sportu, pádech nebo rvačkách pod vlivem alkoholu. Chirurgové z Fakultní nemocnice Ostrava teď zlomenou očnici operují přesněji a rychleji. Před zákrokem si ji totiž vytisknou na 3D tiskárně a podle modelu předem vytvarují dlahu. Při samotné operaci tak neztrácejí čas.

Čtěte také

Kde všude mohou pomoct kostní implantáty z 3D tisku? A kdy prolomí kvantové výpočty matematické šifrování?

„Dostal jsem kopačkou od protihráče do pravého oka a hned po zápase jsem se vydal do nemocnice ve Frýdku-Místku, kde mi řekli, že mám zlomenou očnici,“ vypráví 21letý Lukáš Barčák. Leží přitom na lůžku ve Fakultní nemocnici Ostrava.

Stane se dalším pacientem, u kterého lékaři využijí 3D model očnice. "Když jsem se podíval nahoru nebo do strany, tak to bolelo. Problém je v tom, že by mohl nastat propad oka třeba o dva až tři milimetry níž, a já bych viděl dvojitě,“ vypráví.

Zdravá očnice jako předloha

Model očnice vyrábějí pro lékaře vědci z výzkumné skupiny 3D tisku a dataminingu z vědecko-výzkumného centra LERCO při Ostravské univerzitě. „Tvoříme zdravou i poškozenou očnici, kdy zdravou následně zrcadlíme, čili vznikne na jedné straně jak poškozená, tak zrcadlená zdravá, která tvoří předlohu pro následnou operaci,“ říká v laboratoři Tomáš Pokluda.

Nejprve vytvářejí výzkumníci očnici v počítači, využívají přitom data z CT vyšetření. „Díváme se ze tří stran – shora, zepředu a z boku. Pomáhají nám i barvy. Pravá očnice je žlutá, levá je zelená,“ ukazuje Vojtěch Brzuchański.

Při vytváření modelu 3D očnic pomáhá výzkumníkům také umělá inteligence. „Z umělé inteligence nám vyjde velmi hrubý náčrt očnice. Můžeme vidět i díry, které tam ve skutečnosti nejsou a které my musíme anatomicky doplnit,“ doplňuje Tomáš Pokluda.

Výzkumníci Tomáš Pokluda (vpředu) a Vojtěch Brzuchański nejprve vytvářejí model očnice v počítači|foto:Andrea Skalická, Český rozhlas

Očnice jako trychtýř

Očnice má tvar podobný trychtýři, musí se proto vytisknout i s podporami. „Nejsme schopni tisknout pod velkým úhlem, model by se jednoduše zbortil. Při převysu 45° se musí vytvořit do modelu podpory,“ ukazuje mi ještě Vojtěch Brzuchański.

Hotový model pak nařeže v dalším počítačovém programu na jednotlivé řezy. Následně už zapíná 3D tiskárnu a vkládá do ní flashku s nahranými daty. Tekutou pryskyřici, ze které 3D model vznikne, důkladně protřepe. Nádoba se znovu zkalibruje a automaticky se spustí tisk.

O dvě hodiny později je 3D tisk očnic u konce. „Nejdříve to opatrně odloupneme, abychom je nepoškodili. Pak necháme modely vyčistit pomocí speciálního přístroje, kterému říkáme vymývačka,“ říká Tomáš Pokluda. Po odstranění podpor z modelu se očnice vytvrdí. Pak už jsou připraveny k předání chirurgovi.

Vojtěch Brzuchański u 3D tiskárny|foto:Andrea Skalická, Český rozhlas

Dlaha vytvořená předem

Na 3D modelu si pak lékaři před samotnou operací přesně vytvarují dlahu, která zlomenou očnici vyztuží. „Vpravíme si dle šířky a délky defektu na míru, dlahu přetvarujeme a necháme si ji vystabilizovat, aby se během operace defekt jen odhalil a zašrouboval,“ vysvětluje Jan Štembírek z Kliniky ústní, čelistní a obličejové chirurgie, který projekt inicioval.

3D modely očnice umožňují chirurgům pracovat na sále rychleji a přesněji. Nový postup už využili u více než deseti pacientů.

Co dalšího kromě 3D modelu očnic by vědci z vědecko-výzkumného centra LERCO chtěli v budoucnu vytisknout? Poslechněte si rozhovor Andrey Skalické s biomedicínským inženýrem Lukášem Knybelem v záznamu celého Magazínu Experiment.