Student brněnské techniky vytiskl oční protézu na 3D tiskárně

Výroba očních protéz by se do budoucna mohla zjednodušit, zlevnit i lépe přizpůsobit na míru každého člověka. Student Vysokého učení technického v Brně Ondřej Vocílka využil pro výrobu trojrozměrný tisk, který se kromě průmyslu stále častěji prosazuje i v medicíně. Metodu chce dále rozvíjet, uvedl.

V době, kdy Vocílka přemýšlel nad tématem bakalářské práce, byla na fakultě přednáška o 3D tisku. Třiadvacetiletého studenta strojírenství, který sám v dětství na levém oku přišel o zrak, napadlo, že by s pomocí této technologie mohl vyrobit protézu.

Oční náhrady se nyní vyrábějí náročnou ruční metodou ze skla či akrylátu. Například duhovka se u skleněných protéz vytváří z různě barevných tyčinek, které se vzájemně mísí, dokud se nedosáhne požadované barvy duhovky druhého oka.

„Vyžaduje to hodně cviku, a ne vždy se odstín musí povést. Při počítačové výrobě ji můžete upravit pomocí filtrů tak, aby barevně i tvarově co nejvíce odpovídala zdravému oku,“ popsal Vocílka.

Od prvních pokusů po kvalitní výsledek

Student začal vyhledávat informace a po domluvě s vyučujícím využil svoji starou protézu, kterou naskenoval na 3D skeneru. Na strojírenském veletrhu oslovil kuřimskou firmu, která má k dispozici 3D tiskárny. V brněnské fakultní nemocnici si nechal nafotit zdravé oko. V počítači poté 3D model upravil a propojil s texturou vytvořenou z fotografie oka. Pak už stačilo jen vyexportovat, poslat do tiskárny a čekat, zda se experiment povede.

S prvním výtiskem byl spokojený, přesto ho mrzelo, že protéze scházelo červené žilkování. Navíc chyběla povrchová úprava, která by napodobila plasticitu a lesk oka. „To jsme vyřešili v závěru, kdy se na prototyp nanesla vrstva plexiskla, jako je tomu u současných akrylátových protéz,“ uvedl Vocílka.

K čemu to je?

Výhoda tisku očních protéz spočívá především ve věrnosti duhovky, které se dá pomocí 3D techniky lépe dosáhnout. Za velké plus považuje Vocílka i čas, který se při strojové výrobě ušetří.

„Mojí metodou trvá tisk necelou hodinu a půl. Výroba akrylátové protézy trvá osm. Skleněnou sice pacient může mít už za dvě hodiny, ale také se nemusí povést a už ji není možné dále upravovat,“ řekl mladý strojař, který ale připouští, že zatím bylo nutné k tisku protézy připočíst čas na úpravu modelu a zalití povrchu do akrylátu. Právě proto doufá, že se mu podaří navrhnout protézu, která by další úpravy nepotřebovala. Také z důvodu nižší ceny.

„Náklady na 3D tisk dosáhly necelých 850 korun. To je zhruba třetina ceny u nás ručně vyráběných protéz. Po započtení dokončovacích prací, kdy bylo třeba vyrobit formu, zaplatit plexisklo i práci protetika, byla ale výsledná cena srovnatelná s ruční výrobou,“ vysvětlil Vocílka.

Co dál? 

Levnější by tak byla až druhá verze protézy, na kterou by student chtěl namísto běžně dostupného fotopolymeru použít biokompatibilní materiál. „Materiál je buď bílý, nebo průhledný. Z bílého by bylo bělmo a z průhledného vrstva, která by protézu překrývala. Výroba by tak celá proběhla 3D tiskem a bez závěrečných úprav by se razantně snížila i cena. Kromě toho je biokompatibilní materiál zdravotně nezávadný,“ vysvětluje student.

Protéza každého pacienta by také mohla být uložena v počítači a po skončení životnosti oční náhrady lze bez dalších vyšetření ihned vyrobit novou. „Když pacient za dva roky zavolá, že potřebuje novou protézu, ani za vámi nemusí jezdit. V podstatě stačí tisknout a pacientovi umělé oko poslat třeba poštou,“ usmívá se Vocílka.

 

Za svoji práci obdržel cenu od firmy Bosch. Za nadprůměrného studenta se ale mladík z vesničky poblíž Jindřichova Hradce nepovažuje. „Moje známky o tom rozhodně nevypovídají. Spíš jsem měl dobrý nápad a využil ho,“ dodal.