Pierwszy w Polsce fakultet druku 3D w medycynie

10.03.2020

fot. Paweł Sudara, GUMed

fot. Paweł Sudara, GUMed

fot. dr Jarosław Meyer-Szary, GUMed

dr Jarosław Meyer-Szary, fot. Paweł Sudara, GUMed

Dynamiczny rozwój technologii druku 3D oraz medycyny obrazowej pozwolił na połączenie tych rozwiązań, by umożliwić tworzenie indywidualnych modeli anatomicznych pacjentów. Dotychczas były one wykorzystane głównie do lepszego, przestrzennego zobrazowania patologii występujących u pacjenta i planowania leczenia interwencyjnego lub chirurgicznego konkretnych przypadków. Naukowcy z Katedry i Kliniki Kardiologii Dziecięcej i Wad Wrodzonych Serca Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego (GUMed) udowadniają, że to nie tylko przyszłość medycyny zindywidualizowanej, ale również nowoczesnej edukacji medycznej. Specjaliści GUMed od ponad 3 lat prowadzą intensywne prace nad projektem wykorzystania wydruku 3D w kardiologii dziecięcej. Zdobyte doświadczenie postanowili wykorzystać w edukacji pacjentów i studentów medycyny. Zainicjowali unikatowy w skali kraju fakultet Wydruki 3D w medycynie – zastosowanie i metody wytwarzania adresowany do studentów Wydziału Lekarskiego i English Division z IV, V i VI roku.

– Według naszej wiedzy, żadna inna uczelnia medyczna w Polsce nie oferuje w swoim programie zajęć (obowiązkowych ani fakultatywnych) o aplikacji technologii druku 3D w medycynie – mówi dr hab. n. med. Robert Sabiniewicz, prof. Uczelni. – Jedynie nieliczne, najbardziej postępowe uczelnie na świecie, popularyzują tę innowację. Wynika to z faktu, że proces tworzenia modeli, poprzez swoją złożoność, nadal jest trudny technicznie, a zlecanie go nielicznym (posiadającym odpowiedni sprzęt, oprogramowanie i kompetencje) zewnętrznym usługodawcom jest bardzo kosztowne – dodaje dr hab. n. med. Joanna Kwiatkowska, kierownik Katedry i Kliniki Kardiologii Dziecięcej i Wad Wrodzonych Serca GUMed, gdzie odbył się fakultet.

Program fakultetu był napisany specjalnie z myślą o przyszłych lekarzach, tak by dać im zarówno możliwie szerokie spojrzenie na możliwości jakie daje ta technologia, jak i umiejętności praktyczne pozwalające w przyszłości samodzielnie wykonywać modele, podkreślił dr Jarosław Meyer-Szary. Podczas zajęć seminaryjnych studenci poznali przykłady szerokiego zastosowania technologii druku 3D w różnych specjalnościach medycyny. Natomiast podczas ćwiczeń prowadzonych w formie zajęć warsztatowych na komputerach oraz z wydrukami, przyszli lekarze poznali poszczególne etapy tworzenia modeli. Samodzielnie, pod nadzorem prowadzącego, dokonali wstępnej analizy otrzymanego obrazowania, wykonali segmentację obrazu, inspekcję otrzymanego modelu i jego przygotowanie do wydruku. Na ostatnich zajęciach studenci oczyścili wcześniej przygotowane przez siebie i wydrukowane modele. Nie zabrakło omówienia najczęstszych problemów i przeszkód podczas tworzenia modelu na przykładach.

Partnerem fakultetu jest Zortrax, olsztyński producent drukarek 3D, na którego sprzęcie pracuje Uniwersytet. Firma zbudowała silną pozycję na rynku desktopowych urządzeń 3D, oferując swoim klientom również materiały do druku, oprogramowanie Z-SUITE i inne produkty zwiększające wydajność procesu prototypowania. Urządzenia Zortraxu są wykorzystywane przez tysiące klientów na całym świecie w różnego rodzaju branżach od architektury, medycyny, motoryzacji przez inżynierię, wzornictwo przemysłowe czy modę. Z rozwiązań firmy Zortrax korzystali m.in. NASA i koncern Bosch. Specjaliści firmy Zortrax podczas gościnnego wykładu przedstawili praktyczne aspekty używania drukarek oraz pokazali studentom różnice w dostępnych technologiach.

– Druk 3D oferuje lekarzom wiele możliwości, nie tylko w obszarze kardiologii. Począwszy od wytworzenia indywidualnych modeli anatomicznych pacjentów, potrzebnych narzędzi, pomocy edukacyjnych czy personalizowanych implantów. Modele stworzone przy wykorzystaniu druku 3D pozwalają zwiększyć skuteczność oraz bezpieczeństwo przeprowadzanych zabiegów. Pełnią również funkcję edukacyjną, zarówno dla przyszłych lekarzy jak i pacjentów, którzy lepiej rozumieją planowaną procedurę. Cieszymy się, że jako Zortrax możemy wspólnie z GUMed edukować kolejne pokolenia lekarzy i zapoznawać ich z najnowocześniejszymi rozwiązaniami w zakresie wykorzystania druku 3D w medycynie – mówi Jacek Krywko z firmy Zortrax, prowadzący wykład podczas fakultetu.

Dotychczas dzięki tej innowacyjnej technice w Klinice Kardiologii Dziecięcej i Wad Wrodzonych Serca GUMed powstało kilkadziesiąt indywidualnych modeli serc pacjentów. Ogromne zainteresowanie tą technologią wyrażone przez studentów w rozmowach i ankietach zbieranych po zajęciach wskazuje na potrzebę poszerzania oferty edukacyjnej o praktyczną naukę wytwarzania modeli 3D z myślą o ich zastosowaniu w medycynie.

– Studentom druk 3D pozwala zrozumieć złożone wady i problemy, z jakimi pacjenci do nas przychodzą. Mogą sobie lepiej wyobrazić, jak wygląda operacja oraz jakie mogą być po niej powikłania – dodaje dr Meyer-Szary.

Niemal 90% spośród blisko setki ankietowanych studentów medycyny chciała poznać techniczne aspekty wytwarzania takich modeli. Fakultet proponowany przez Gdański Uniwersytet Medyczny jest jedną z możliwości, jakie uczelnia proponuje studentom, aby przybliżyć im nowoczesne technologie.

Gościnnie współprowadzącym warsztaty był Paweł Ozga z fundacji E-Nable Polska. Bogate doświadczenie jakie zdobył w dotychczasowej pracy nad modelami medycznymi, głównie dla ośrodków medycznych na południu Polski okazało się pomocne podczas ćwiczeń.

Bezpłatnego wsparcia udzielili również: firma Sinterit z Krakowa oraz firma Materialise.

Sinterit to wiodący producent nabiurkowych drukarek pracujących w oparciu o technologię SLS, która w wybranych sytuacjach klinicznych ma przewagę nad innymi technologiami druku 3D o czym mówił w swoim wykładzie Konrad Głowacki, współzałożyciel firmy.

Firma Materialise udzieliła natomiast licencji na oprogramowanie Mimics Innovation Suite, dzięki któremu możliwe było przygotowanie modeli podczas warsztatów. Mimics Innovation Suite to standardowe w branży oprogramowanie inżynierskie pracujące w oparciu o obrazy medyczne. Zwalidowany zestaw najbardziej zaawansowanych narzędzi zapewnia kontrolę nad poszczególnymi etapami procesu tworzenia modeli wspierając starania lekarzy w zakresie poprawy opieki nad pacjentem.