Case study – implanty twarzoczaszki (CMF) dopasowane do pacjenta (PSI) w Geomagic Freeform Plus
Cel projektu
Opracowanie zestawu dopasowanych do pacjenta implantów twoarzoszczękowych CMF: implantu kranioplastycznego sklepienia czaszki oraz rekonstrukcyjnej płytki żuchwy, zaprojektowanych na podstawie tomografii komputerowej (CT/DICOM) i przygotowanych do wytworzenia (druk 3D).Narzędzia i dane wejściowe
- Geomagic Freeform Plus – środowisko do modelowania „w glinie”, idealne dla form organicznych.
- 3D Systems Touch – kontroler haptyczny zwiększający precyzję i szybkość pracy.
- Dane obrazowe: CT (DICOM) z regionu czaszkowo-twarzowego, rekonstrukcja siatki trójkątów STL.
Przebieg prac
1. Import CT i przygotowanie modelu anatomicznego
2. Kranioplastyka – tworzenie implantu oraz kontrola
- Zdefiniowanie granicy ubytku.
- Rekonstrukcja powierzchni z ciągłością krzywizny (C1) do otaczającej tabula externa i tabula interna.
- Nadanie grubości implantu z fazą obwodową pod łatwiejsze doszycie okostnej i szczelne zamknięcie tkanek miękkich.
- Analiza kierunku wyciskania dla oceny demontażu formy lub możliwości atraumatycznego osadzenia.
3. Kranioplastyka – tworzenie zaczepów
- Szkic zaczepów: gniazda pod śruby 1.5–2.0 mm.
- Dopasowanie zaczepów pod kształt implantu oraz czaszki.
4. Rekonstrukcja żuchwy
- Ocena ubytku segmentalnego (kąt–trzon–symfiza) i linii osteotomii.
- Model implantu na podstawie lustrzanego odbicia zdrowej części żuchwy.
- Stworzenie zaczepu.
5. Kontrola jakości i przygotowanie do wytworzenia
- Sprawdzenie kolizji na pełnym modelu czaszkotwarzowym.
- Eksport STL/STEP.
- Dobór technologii: Ti6Al4V (SLM/DMLS) dla płytek żuchwy/implantów o wysokiej wytrzymałości lub PEEK (CNC/druk 3D) dla kranioplastyki – niska przewodność cieplna, radiolucencja, biozgodność.
Efekt końcowy
- Dopasowany do pacjenta implant czaszki o anatomicznej krzywiźnie, przygotowany do stabilizacji śrubami systemów CMF 1.5/2.0, z kontrolą geometrii krawędzi pod atraumatyczne zamknięcie.
- Indywidualna płyta żuchwowa zrekonstruowana na podstawie zdrowej części żuchwy, wraz z zaczepem.
- Kompletny workflow VSP - PSI - wytworzenie, skracający czas operacji, poprawiający dopasowanie i przewidywalność osteosyntezy.
Dlaczego Geomagic Freeform w CMF?
- Modelowanie organiczne idealne dla łuków jarzmowych, sklepienia czaszki, ramienia żuchwy.
- Narzędzia umożliwiają szybkie tworzenie PSI i modeli anatomicznych w jednym środowisku.
- Z 3D Systems Touch projektant „czuje” topografię – łatwiejsza kontrola grubości, przejść i krawędzi pod płaty tkanek.
Rekomendacje materiałowo-produkcyjne
- Ti6Al4V (SLM/DMLS): wysoka wytrzymałość; wykończenie: obróbka strumieniowo-ścierna + polerowanie krawędzi.
- PEEK: implanty kranioplastyczne – radiolucentne, sprężyste, możliwość modyfikacji brzegów i perforacji pod drenaż.
- Walidacja: zgodność z ISO 13485, ISO 10993, śledzenie partii materiału, sterilizacja.
