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Études de cas

Modèle 3D imprimé de la colonne vertébrale et de la trachée

Grandes lignes du projet

Le troisième hôpital de l'Université de Pékin a demandé un modèle 3D précis de la colonne vertébrale et de la trachée-artère d'un patient pour une opération à venir. Il y avait une complication avec la trachée-artère du patient en raison de la maladie et il n'était pas possible pour le chirurgien d'y insérer un tube et de terminer l'opération. L’hôpital est venu nous chercher un modèle pour qu’ils puissent évaluer pratiquement différentes solutions.

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Exigences du projet

L'hôpital nous a fourni un scanner de la région vertébrale du patient et a exigé que tous les détails inclus dans l'analyse soient représentés dans le modèle final. Une exigence supplémentaire consistait à ce que la trachée-artère soit en matériau souple, le reste du modèle étant en matériau dur. Ils ont également préféré que la trachée soit d'une couleur différente de celle des autres parties.

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Préparation

S'agissant d'un projet médical, nous avons importé les données de tomodensitométrie et de résonance magnétique nucléaire dans un logiciel médical spécialisé capable de convertir toutes les données en un modèle 3D.

Dans le logiciel, nous pouvions voir les zones problématiques de la trachée du patient

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Nous avons séparé la colonne vertébrale et les autres os de la trachée dans le logiciel. Les pièces à imprimer en 3D en plastique dur sont indiquées en orange et la trachée en gris.

Une fois l'analyse terminée, nos techniciens ont dû ajouter toutes les structures de support nécessaires. Ce modèle particulier était très complexe et sans impression de support, la forme deviendrait instable ou même s'effondrerait. Il s’agit d’une tâche extrêmement complexe, mais le logiciel de pointe le rend beaucoup plus efficace. Dans l'image ci-dessous, les sections rouges représentent toutes les structures de support supprimées en post-production.
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Impression

La prochaine étape était l'impression elle-même. Dans les projets médicaux tels que celui-ci, seule une réplique exacte suffira et le niveau de détail requis est stupéfiant. Cependant, l’impression SLA 3D est plus que parfaite pour des formes et des structures aussi complexes et, avec les ingénieurs qualifiés de ProtoFab, tous les détails ont été reproduits à la perfection.

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Post-production

Après l'impression, le modèle a été soigneusement retiré de l'imprimante et lavé à l'alcool. Il était alors temps de supprimer les nombreuses structures de soutien. Au milieu de l'image ci-dessous, les structures de support sont toujours en place, mais l'image de droite montre la version finale du modèle avec les supports supprimés. Il n'y avait aucun vestige visible de ce matériel imprimé supplémentaire et le client était très satisfait du résultat final.

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Fabrication de la trachée en matériau souple

L’hôpital a demandé que la trachée-artère soit en caoutchouc souple, par opposition à la partie squelette en matériau dur. Pour ce faire, nous avons d'abord imprimé en 3D un modèle en plastique de la pièce. Nous l'avons ensuite scannée avec un scanner tridimensionnel et les résultats ont été renvoyés à l'hôpital pour confirmer son exactitude.

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Nous avons ensuite utilisé ce modèle de haute qualité pour produire un moule en caoutchouc de silicone. Il était important que le modèle imprimé en 3D soit sans défaut, car toutes les imperfections seraient reportées dans le moule. Avec ce moule, nous pourrions alors produire les pièces molles de différentes couleurs en utilisant une coulée sous vide.

Les deux sections étant terminées, il ne restait plus qu'à les assembler. Le modèle fini a été livré à l'hôpital No.3 de Beijing et a joué un rôle crucial dans le fonctionnement du patient. Cela permettait aux médecins d'analyser une représentation physique au millimètre près de la trachée-artère du patient et de la zone environnante avant l'opération et leur permettait de faire des préparations qui seraient autrement impossibles. Une fois l’opération terminée, le modèle de haute qualité a continué de servir à l’hôpital, offrant aux étudiants et aux chirurgiens stagiaires l’opportunité de tenir un cas spécifique entre leurs mains et d’en voir les détails de près. À des fins de formation, ces modèles détaillés sont très précieux.

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Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont ProtoFab peut apporter des solutions au secteur médical ou si vous avez un projet similaire à celui décrit ici, n'hésitez pas à nous contacter!