Anwendung des 3D-Drucks beim Bau von Gratlochring für Deep Brain Stimulation Implantate
Summary
Hier stellen wir ein Protokoll zur Demonstration des 3D-Drucks beim Bau von Tiefenhirnstimulationsimplantaten vor.
Abstract
Der 3D-Druck wird seit den 1980er Jahren im medizinischen Bereich weit verbreitet, insbesondere in der Chirurgie, wie der präoperativen Simulation, dem anatomischen Lernen und dem chirurgischen Training. Dies erhöht die Möglichkeit, 3D-Druck zu verwenden, um ein neurochirurgisches Implantat zu konstruieren. Unsere früheren Arbeiten nahmen die Konstruktion des Gratlochrings als Beispiel, beschrieben den Prozess der Verwendung von Software wie Computer Aided Design (CAD), Pro/Engineer (Pro/E) und 3D-Drucker, um physikalische Produkte zu konstruieren. Das heißt, insgesamt drei Schritte sind erforderlich, die Zeichnung von 2D-Bild, die Konstruktion von 3D-Bild von Grat-Loch-Ring, und mit einem 3D-Drucker, um das physikalische Modell des Gratlochrings zu drucken. Dieses Protokoll zeigt, dass der Gratlochring aus Kohlefaser schnell und präzise durch 3D-Druck geformt werden kann. Es wurde darauf hingewiesen, dass sowohl CAD- als auch Pro/E-Software zum Bau des Gratlochrings durch Integration in die klinischen Bildgebungsdaten und weiter angewandten 3D-Druck verwendet werden können, um die einzelnen Verbrauchsmaterialien herzustellen.
Introduction
Der 3D-Druck wird seit den 1980er Jahren im medizinischen Bereich eingesetzt, insbesondere in der Chirurgie zur präoperativen Simulation, anatomischen Lern- und Chirurgischen Ausbildung1. Beispielsweise kann bei zerebrovaskulären Operationen eine präoperative Simulation mit 3D-gedruckten Gefäßmodellen2durchgeführt werden. Mit der Entwicklung des 3D-Drucks können Textur, Temperatur, Struktur und Gewicht der zerebralen Blutgefäße im größten Umfang klinischer Szenarien simuliert werden. Die Auszubildenden können chirurgische Operationen wie Schneiden und Spannen an solchen Modellen durchführen. Diese Ausbildung ist sehr wichtig für die Chirurgen3,4,5. Derzeit werden auch Titan-Patches, die durch 3D-Druck gebildet werden, nach und nach6aufgetragen, da die Schädelprothesen, die durch 3D-Druck nach Bildgebung und Rekonstruktion entwickelt wurden, sehr konform sind. Die Entwicklung und Anwendung des 3D-Drucks in der Neurochirurgie ist jedoch noch begrenzt.
Der Gratlochring als Teil der Bleifixierungsvorrichtung wurde häufig in der Tiefenhirnstimulation (DBS)7,8,9,10verwendet. Die aktuellen Gratlochringe werden jedoch von Medizinprodukteherstellern nach einheitlichen Spezifikationen und Abmessungen hergestellt. Dieser Standard-Gratlochring ist nicht immer für alle Bedingungen geeignet, wie Schädelfehlbildung und Kopfhautatrophie. Es kann die Ungewissheit enden und die Acurracy verringern. Die Entstehung des 3D-Drucks ermöglicht die Entwicklung individualisierter Gratlochringe für Patienten in klinischen Szenarien5. Gleichzeitig ist der nicht leicht zu erhaltende Gratlochring einer umfangreichen präoperativen Demonstration und chirurgischen Ausbildung nicht förderlich1.
Um die oben genannten Probleme anzugehen, haben wir vorgeschlagen, einen Gratlochring mit 3D-Druck zu konstruieren. Eine frühere Studie in unserem Labor beschrieb einen innovativen Gratlochring für DBS11. In dieser Studie wird dieser innovative Gratlochring als hervorragendes Beispiel für den detaillierten Produktionsprozess angesehen. Daher besteht der Zweck dieser Studie darin, einen Modellierungsprozess und einen detaillierten technischen Prozess zum Bau eines festen Bohrlochrings mit 3D-Druck bereitzustellen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Diese Ergebnisse zeigten, dass die verwendete Software praktikabel war, um 3D-Modelle von Bohrlochringen zu erstellen (Abbildung 1 und Abbildung 2), und 3D-Druck kann verwendet werden, um feste Modelle mit bestimmten Materialien zu bauen ( Abbildung4). In Bezug auf die Größe des Volumenmodells, gab es einen absoluten Fehler von 0 bis 0,59 mm durch die Messung von Vernier Sättel bestimmt (Abbildung 6)…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wird durch Stipendien des Natural Science Fund der Provinz Guangdong (Nr. 2017A030313597) und der Southern Medical University (Nr. LX2016N006, Nr. KJ20161102).
Materials
| Adobe Photoshop Version 14.0 | Adobe System，US | _ | Only available with a paid subscription. |
| Allcct 3D printer | Allcct technology co., LTD, WuHan, China | 201807A794124CN | |
| Allcct_YinKe_V1.1 | Allcct technology co., LTD, WuHan, China | The software is provided by the 3D printer manufacturer and there is no Catalog number associated with it | |
| AutoCAD 2004 | Autodesk co., LTD，US | 666-12345678 | Software for 2D models |
| Carbon Fibre | Allcct technology co., LTD, WuHan, China | PLA175Ø5181Ø3ØB | The material is provided by the 3D printer manufacturer |
| Netfabb Studio Basic 4.9 | Autodesk co., LTD，US | – | The software is provided by a 3D printer manufacturer and is open to access |
| Pro/E 2001 | Parametric Technology Corporation, PTC, US | _ | Software for 3D models; Only available with a paid subscription. |
| Vernier caliper | Beijing Blue Light Machinery Electricity Instrument Co,. LTD, China | GB/T 1214.1-1996 |
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