Блог

Эта первая модель сердца, изготовленная в России. Она сможет стать тренажером для хирургов-ординаторов, которые сейчас тренируются на свиных сердцах. И хотя свиные органы близки человеческим по многим параметрам, тем не менее, доступность — основной аргумент в их пользу. Главная идея силиконового сердца — это многоразовый симулятор для проведения учебных операций. Такой симулятор позволяет делать разрез, а затем сшивать его многократно.

Во всем мире стремятся перейти на подобные тренажеры-симуляторы. В Японии изготовили силиконовое сердце в вакуумной камере. Эта модель была продемонстрирована на выставке «Медика». В Великобритании Nottingham Trent University показал сердце, напечатанное из нескольких видов силиконового геля. И хотя трёхмерная печать постоянно дешевеет и позволяет экспериментировать всё больше и больше — это еще не стало чем-то обыденным и привычным. Сделать копию сердца человека задача сложная и необычная.

Для выполнения этого проекта к нам обратилась компания «ИННОРТА». «ИННОРТА» — разработчик высокотехнологичных аппаратно-программных комплексов для восстановительного лечения. 3D-печать давно стала рутинной технологией в работе компании. Но всё же чаще всего использовалась технология послойного наложения пластиковой нити. Она отлично подходит для печати простых изделий, не требующих тонкостей в деталях.

Б. Ф. Филоненко, заместитель генерального директора ООО «ИННОРТА»:

— Я сделал тренажер, который позволяет восстанавливать коленный сустав человека. Функционально прекрасно работает, а вида нет. Я попытался изготовить корпус и часть деталей из металла. Но всё равно они выглядят безобразно, потому что нет соответствующих технологий, а с использованием соответствующих технологий такой тренажер будет стоить как космический аппарат.

Прототипирование остаётся практически единственным реальным решением, когда ты не можешь привлекать к выполнению задачи массу людей и времени. 3D-печать — это очевидное решение, чтобы получить в конце готовый образец чего-то уникального. При современном уровне развития программного обеспечения, изготовление 3D-модели созданной на компьютере — это лучший способ. Кроме всего прочего, любое изделие можно делать небольшими сериями и теперь это стало абсолютно доступно по цене.

Совершенно естественно, что для изготовления симулятора сердца «ИННОРТА» также обратилась к 3D-печати. Сначала были попытки печати модели сердца из цветного гипса, но они оказались не удачными. Для прототипирования это совершенно уникальный опыт работы, которым мы хотим поделиться.

3D-модель сердца была сделана на основе томографического снимка реального человеческого сердца. На основе трехмерной модели на 3D-принтере напечатали мастер-форму из пластика и уже на ее основе сделали форму для литья из силикона. То есть 3D-печать стала одним из ключевых этапов изготовления симулятора сердца. Решающим критерием при выборе материала для печати мастер-формы стала возможность максимальной детализации. Самой подходящей в этом случае оказалась технология лазерного спекания полиамида (Selective laser sintering). 3D-печать этим способом позволяет сделать тонкостенную, но прочную конструкцию с превосходной детализацией.

После литья образец сердца из силикона надо было немного доработать, утолщив некоторые стенки пластилином. Это было заранее продумано, чтобы упростить всю технологию. Собственно, это была единственная сложность. В итоге, теперь есть готовое решение задачи и можно вносить необходимые изменения в модель. Например, просто сделать стенки толще и печатать с такими стенками.

Еще один вариант — печатать по частям, а не единой моделью. Это другая технология — ротационное литье. Такие пустотелые сложные конструкции разделяют на части, потому что невозможно вытащить готовое изделие из формы для литья. Потом эти части склеивают и дорабатывают, чтобы не было швов.

Первый силиконовый прототип сердца дал возможность понять как двигаться дальше. Сейчас идут разработки чертежей для ротационной системы изготовления сердца. Силиконовые симуляторы планируется предложить клиникам по всей России для тренировки будущих хирургов.