Brněnský student si vytiskl oko na 3D tiskárně. Stojí tisícovku, pacientovi ho lze poslat poštou

Zuzana Hronová ČTK Zuzana Hronová, ČTK
7. 2. 2018 9:03
Výroba očních protéz by se do budoucna mohla zjednodušit, zlevnit i lépe přizpůsobit na míru každého člověka. To vše díky nápadu Ondřeje Vocílky, třiadvacetiletého zrakově postiženého studenta Fakulty strojního inženýrství na Vysokém učení technickém v Brně. Během přednášky o 3D tisku ho totiž napadlo, že by se tato technologie dala využít i k výrobě očních protéz. Vedoucí jeho bakalářské práce byl nápadem nadšen, a Ondřeje tak čekala dlouhá cesta, na jejímž konci vznikl prototyp, jenž má spoustu výhod oproti dosavadním výrobkům.
Oční protéza z 3D tiskárny
Oční protéza z 3D tiskárny | Foto: vutbr.cz

Ondřej Vocílka je třiadvacetiletý mladík, jenž v dětství přišel na levém oku o zrak. Dnes je to student Fakulty strojního inženýrství na Vysokém učení technickém v Brně. Když loni přemýšlel o tématu své bakalářské práce, na přednášce o 3D tisku ho napadlo, že by se tato technologie dala využít i k výrobě očních protéz.

Než se pustil do výroby prototypu, musel získat informace, a to především o dostupných technologiích a jejich využití v protetice. K samotné výrobě pak využil jako předlohu svou vlastní oční protézu a spojil se s jejich výrobci v Česku.

Skleněné ani plexisklové oko není ideální

V současné době se oční náhrady na míru vyrábějí ze skla nebo akrylátu. U obou typů jde o ruční výrobu. Skleněné náhrady se vyrábí na základě vzorkovníku, který má protetik k dispozici a může čítat i tisíce protéz různých tvarů a velikostí.

Z vlastních zkušeností Ondřej zná spoustu nevýhod skleněných náhrad, což také popsal ve své bakalářské práci - každý den se musí zdlouhavě čistit, navíc často hrozí její rozbití, v chladném počasí lidi studí v oku, mohou od ní i namrzat slzy.

České naděje

Vědci - děti
Foto: Thinkstock

V seriálu online deníku Aktuálně.cz  "České naděje" vás seznamujeme s mladými nadějemi české vědy, kultury i české společnosti. Jsou mladí, ale již slaví mezinárodní úspěchy, vedou vlastní výzkumy, vynikají v umělecké oblasti, popřípadě jsou obětaví dobrovolníci či probouzí občanskou společnost.

U akrylátových protéz, které se vyrábí i v Brně a s jejichž výrobcem se student spojil, lze tvar více individualizovat. Kromě výroby vycházející ze vzorkovníku je možné také vytvořit protézu pomocí otisku očního důlku. Výhodou je možnost úpravy tvaru po dokončení, která u protéz ze skla není možná.

Protézy z polymethylmethakrylátu, běžně známého jako plexisklo, odbourávají dle Vocílkovy bakalářské práce většinu nevýhod skleněných náhražek. Jsou odolné vůči poškození, snadno se na nich opraví škrábance a jiné povrchové nerovnosti, mají tedy delší životnost. Jenže barvy jejich duhovky na světle blednou, doporučuje se proto nošení slunečních brýlí. I tak ale oproti skleněným protézám nedosahují takových vzhledových kvalit a mohou navíc vyvolat alergickou reakci.

Jejich výroba je značně zdlouhavá. Ondřej popisuje, že jsou nutná čtyři sezení s pacientem a tři laboratorní zpracování.

"Skleněnou protézu může mít pacient už zhruba za dvě hodiny a akrylátovou za osm. Mojí metodou trvá tisk necelou hodinu a půl, pak se musí ještě počítat s časem na úpravu modelu a zalitím povrchu do akrylátu," upozorňuje Ondřej Vocílka.

Ondřej Vocílka, autor oční protézy z tiskárny
Ondřej Vocílka, autor oční protézy z tiskárny | Foto: Facebook/Ondřej Vocílka

Vlastní protézu si naskenoval a vytisknul

K výrobě podle svého "receptu" využil svou stávající protézu, kterou naskenoval na 3D skeneru. V 3D modelovacím programu pak získaný tvar upravil podle individuálních potřeb. Na výsledný model aplikoval texturu vytvořenou z fotografie oka a následně vytiskl probarvený model na 3D tiskárně. Jako materiál použil fotopolymer.

"Celý proces funguje tak, že tiskárna postupně nanese jednotlivé vrstvy materiálu o tloušťce až 14 mikrometrů a vytvrdí je světlem. Tiskárna využívá technologii PolyJet, při které rovnou dochází k míchání barev, a je tak možné vytisknout plnobarevný model," vysvětluje.

Nejnáročnější oblast protézy je duhovka, protože je potřeba, aby se ta uměle vytvořená co nejvíce podobala zdravému oku pacienta a rozdíly nebyly na první pohled patrné. To je při ruční výrobě poměrně náročné, u strojové by se tak dalo dosáhnout lepších výsledků. Kromě času, který se strojovou výrobou ušetří, se protézy vytvořené touto metodou také výrazně zlevní.

I když v Česku jsou oproti zahraničí poměrně levné - vyjdou na dva až tři tisíce korun. Například v Anglii se ale částka dokáže vyšplhat až k devadesáti tisícům. Náklady na 3D tisk dosáhly necelých 850 korun. Po započtení dokončovacích prací je výsledná cena srovnatelná s ruční výrobou.

Až protéza doslouží, novou přinese pošťák

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.

Čeká ho však ještě dlouhá cesta. Jak sám říká, zatím jde jen o jednoduchý prototyp ze základního materiálu na vyzkoušení dané tiskárny, tudíž by neprošel by testy na zdravotní nezávadnost.

"Dalším krokem je použití jiného materiálu, ale to je třeba vyzkoušet. Další prototyp bych chtěl vyrobit jen za pomocí 3D a vynechat aplikaci akrylátové vrstvy. To by urychlilo a zlevnilo výrobu. V současnosti jsem se spíše věnoval škole, takže jsem s potřebnými úpravami moc nepokročil," vysvětluje Ondřej.

Řešením by mohl být biokompatibilní materiál, který se nyní používá na zubní náhrady.

Za nadprůměrného studenta se ale mladík z Horní Radouně poblíž Jindřichova Hradce nepovažuje. "Moje známky o tom rozhodně nevypovídají," usmívá se.

Tak tedy "známý vynálezce"? "To taky ne. Zkrátka jsem měl dobrý nápad, který se podařilo díky podpoře ze strany školy a pomoci dalších lidí realizovat."

Na závěrečný dotaz, zda má nějaký další dobrý nápad, se smíchem odpovídá: "Mým posledním projektem byl vánoční dárek pro přítelkyni, ale to asi není ten typ nápadu, co by vás zajímal."

Video: Studenti zachránili život zraněnému psovi pomocí výlisku z 3D tiskárny

Studenti pro poraněného psa navrhli odlitek vytisklý 3D tiskárnou. Zachránili mu tak život | Video: Reuters
 

Pokud jste v článku zaznamenali chybu nebo překlep, dejte nám, prosím, vědět prostřednictvím kontaktního formuláře. Děkujeme!

Právě se děje

před 8 hodinami

Americký úřad chce zablokovat převzetí Activision Blizzard Microsoftem

Americká Federální obchodní komise (FTC) podala žalobu, s jejíž pomocí se snaží zablokovat převzetí společnosti Activision Blizzard firmou Microsoft. Americký úřad o tom dnes informoval v tiskové zprávě. Transakce by podle něj mohla poškodit hospodářskou soutěž. Hloubkové vyšetřování fúze, která má být největším převzetím v herním odvětví, před měsícem zahájila ze stejného důvodu i Evropská komise. Microsoft se hodlá proti kroku FTC bránit u soudu.

Microsoft v lednu oznámil, že koupí za 68,7 miliardy dolarů (necelých 1,6 bilionu Kč) vývojáře her a vydavatele interaktivního zábavního obsahu Activision Blizzard. Tato firma stojí například za hrami Call of Duty či Candy Crush. Akvizice má urychlit růst herní divize Microsoftu. Po dokončení transakce by Microsoft byl třetí největší herní firmou na světě podle výše tržeb za společnostmi Tencent a Sony. Právě Sony transakce silně kritizuje.

Prezident Microsoftu Brad Smith uvedl, že společnost se bude proti kroku FTC bránit u soudu. Úřad uvedl, že Microsoft už v minulosti koupil cenný herní obsah a využil toho k potlačení konkurence ostatních konzolí. Microsoft je známý zejména díky operačnímu systému Windows a herním konzolím Xbox.

Zdroj: ČTK
Další zprávy