Idea per limplementazione: questioni tattiche – Stampante e selezione del materiale

(23 gennaio 2017)

Hui Jenny Chen, MD e Michelle Gabriel, MS , MBA

(Questo blog è adattato dalla nostra recente pubblicazione A Roadmap from Idea a Implementazione: stampa 3D per applicazione pre-chirurgica: gestione operativa per stampa 3D in chirurgia )

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Selezione stampante / materiale:

per elenchi completi di processi di stampa / stampanti e materiali utilizzati per la stampa 3D sanitaria, i lettori possono fare riferimento al nostro libro o tornare per vedere un elenco aggiornato alla fine di questo mese.

1. Stampanti:

Le caratteristiche principali delle prestazioni nella selezione delle stampanti includono le seguenti [36] :

– Velocità

– Risoluzione

– Operazioni autonome

– Facilità duso

– Affidabilità

– Ripetibilità

– Capacità materiale / multi-materiale

Di questo elenco, la velocità è la questione più importante per luso pre-chirurgico poiché la necessità del modello può essere urgente ma la stampa richiede solitamente ore e talvolta giorni. I metodi di miglioramento variano in base al processo e includono la modifica del movimento della testina di stampa da una configurazione cartesiana a una configurazione Delta (che consente percorsi più brevi da un punto a un altro), lottimizzazione dei movimenti del laser e lutilizzo di componenti di qualità superiore. Anche le capacità multimateriale e multitesta sono di particolare interesse. Ad esempio, i modelli del cuore con parti codificate a colori come vene, arterie, ecc. Possono essere realizzati più velocemente se le sezioni non vengono rese frammentarie. I modelli per la pratica chirurgica richiedono spesso materiali con proprietà tattili diverse e sarebbero molto più veloci se, ancora una volta, il modello completo potesse essere realizzato in una volta e non in modo frammentario.

2. Materiali :

Esistono solo una manciata di materiali per la stampa 3D che sono biocompatibili e possono essere prontamente sterilizzati. [47] Una varietà di materiali con diversa resistenza, elasticità, colore / trasparenza fornirà ulteriori vantaggi per le stampe 3D pre-chirurgiche. Oltre ai materiali aggiunti, nuove tecniche di sterilizzazione che non richiedono sostanze chimiche tossiche o ad alta temperatura e tecniche che richiedono meno tempo si dimostreranno utili in futuro.

Attualmente, diversi produttori di stampanti 3D producono anche la stampa 3D materiali presumibilmente ottimali per le loro stampanti. Pertanto, la decisione finale di acquisto dovrebbe iniziare con le applicazioni attuali e potenziali future per le quali le stampanti sono destinate.

È necessario rispondere a tre domande:

1) Applicazioni principali della stampa 3D – i requisiti in termini di risoluzione, colore e consistenza di un modello per scopi concettuali o per la prototipazione di dispositivi sono significativamente inferiori a un modello destinato alla pratica pratica prima di un intervento chirurgico complicato. Se il modello dovesse essere ampiamente utilizzato nelle immediate vicinanze del chirurgo durante lintervento, sarebbe importante selezionare un sistema che disponga di più opzioni nella selezione del materiale sterilizzabile.

2) Dimensione della stampa : potrebbe essere correlata alla specialità per la quale è prevista la configurazione. Ad esempio, la capacità del formato di stampa di un sistema dedicato alla ricostruzione cranio-facciale sarà molto diversa da un sistema dedicato allOrtopedia. Un sistema di stampa condiviso tra diverse specialità richiederà una piattaforma abbastanza grande per tutti e, pertanto, sarà più costoso.

3) Altri futuri servizi sanitari correlati Attività di stampa 3D – oltre alle applicazioni pre-chirurgiche, ci sono una varietà di applicazioni sanitarie esistenti e future, dalla formazione medica, alla prototipazione rapida, alla ricerca e ai dispositivi impiantabili specifici del paziente. Se si dovesse investire in un sistema di stampa 3D, durante il processo di selezione potrebbero essere necessari calcoli per potenziali flussi di entrate futuri. Potrebbe essere necessaria una strategia di guadagno di 5-10 anni. Elaboreremo di più su questo nella sezione finanziaria.

Selezione del software:

1. Costo di utilizzo: software aperto e software commerciale.

“Gratuito” potrebbe non essere “economico”. Il costo dellutilizzo di software open source gratuito include la mancanza di documentazione o istruzione, mancanza di supporto tecnico in caso di disfunzioni, mancanza di sviluppo o aggiornamenti continui.Sebbene questa sia unopzione praticabile per gli utenti con un budget limitato per la stampa 3D e esperti di tecnologia, sii pronto a investire molto tempo allinizio per imparare a utilizzare il software. La mancanza di tempo è spesso proibitiva per i medici impegnati per apprendere il software da soli. Il software commerciale come Mimic (Materialise, Belgio) ha licenze annuali molto costose, scoraggiando molti che vogliono solo sperimentare con la stampa 3D. Tuttavia, queste opzioni commerciali hanno un design più intuitivo e un ottimo supporto tecnico e spesso offrono tempo di istruzione / istruzione personalizzato per consentire agli utenti di comprendere appieno la stampa 3D in un periodo di tempo molto breve.

2. Tendenza futura: automazione e flusso di lavoro semplificato.

La segmentazione è il passaggio più dispendioso in termini di tempo nella conversione da DICOM a STL. Aneddoticamente, un radiologo può impiegare fino a 13 ore per segmentare un modello cardiaco complesso. Altri hanno speso meno tempo ma ancora spesso in ore di grandezza. La segmentazione automatizzata rappresenterà uno sviluppo futuro significativo nellarea del software e si rivelerà estremamente preziosa per i miglioramenti in termini di riduzione dei costi. Inoltre, un flusso di lavoro più snello dallacquisizione di immagini alle stampe 3D dal punto di vista del software è anche ciò che molti utenti sperano. Secondo recenti interviste con esperti sul campo, molti grandi fornitori di PACS stanno ora sviluppando capacità di conversione da DICOM a STL con le loro versioni software più recenti. Gli strumenti di segmentazione sono inclusi anche in queste versioni più recenti. Molte aziende di stampa 3D esistenti stanno anche sviluppando attivamente prodotti più user-friendly, soprattutto per il settore sanitario. Esempi di questi includono Autodesk (CA, USA) e 3D System (NC, USA).

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