Методика комп’ютерного моделювання при створенні індивідуалізованих імплантатів
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Хмельницький національний університет, Хмельницький
Abstract
UKR: Робота присвячена опису методики моделювання індивідуалізованих імплантатів із застосуванням медичної інформації. Методика складається з п’яти кроків. Для реалізації методики потрібно застосування комп’ютерних програм InVesalius, SolidWorks, PrusaSlicer та деяких інших. Першим кроком є одержання скану тіла людини за допомогою комп'ютерної томографії або магніто-резонансної томографії у форматі DICOM. Другим кроком є завантаження пакету DICOM в комп'ютерну програму InVesalius для одержання комп'ютерного файлу зі зшитою поверхнею форми кістки. Третім кроком є виготовлення 3D комп'ютерної твердотільної моделі кістки в програмі SolidWorks. Четвертим є підготовка моделі до 3D друку з допомогою програми PrusaSlicer і 3D друк прототипу кістки пластиком. П’ятим кроком є друк імплантату в металі на 3D принтері. Подана методика дозволяє швидко та точно проєктувати, друкувати у пластику для узгодження плану оперативного втручання та передавати твердотільну модель для друку металом на 3D принтері з виготовленням індивідуалізованого імплантату.
ENG: The work is devoted to the description of the method of modeling individualized implants using medical information. The aim of the work is step-by-step method of computer modeling of an individualized implant and the object of its installation. The following software was used to develop the methodology: InVesalius, SolidWorks, and PrusaSlicer. The prototype of the modeled jaw was printed on the AnyCUBIC Photon Mono X2 photopolymer printer, which prints using SLA technology. The method consists of five steps. The implementation of the method requires the use of computer programs InVesalius, SolidWorks, PrusaSlicer and some others. The first step is to obtain a scan of the human body using computed tomography or magnetic resonance imaging in DICOM format. The second step is to load the DICOM package into the InVesalius computer program to obtain a computer file with a stitched surface of the bone shape. The third step is to manufacture a 3D computer solid-state model of the bone in the SolidWorks program. The fourth is to prepare the model for 3D printing using the PrusaSlicer program or a similar one. At this step, the implant and the bone models that come into contact with it are printed (for visual assessment of the bone areas attached to the implant in the preoperative period). The printed version of the jaw is made of photopolymer by printing on a 3D printer.The fifth step is to print the implant in metal on a 3D printer. The authors propose a new Zr-Nb-Ti alloy for the manufacture of implants by 3D printing with subsequent surface treatment of the alloy to form a bioactive coating, in order to better implant adhesion. The presented method of computer modeling allows you to quickly and accurately design and transfer a solid-state model for metal printing on 3D printers.
ENG: The work is devoted to the description of the method of modeling individualized implants using medical information. The aim of the work is step-by-step method of computer modeling of an individualized implant and the object of its installation. The following software was used to develop the methodology: InVesalius, SolidWorks, and PrusaSlicer. The prototype of the modeled jaw was printed on the AnyCUBIC Photon Mono X2 photopolymer printer, which prints using SLA technology. The method consists of five steps. The implementation of the method requires the use of computer programs InVesalius, SolidWorks, PrusaSlicer and some others. The first step is to obtain a scan of the human body using computed tomography or magnetic resonance imaging in DICOM format. The second step is to load the DICOM package into the InVesalius computer program to obtain a computer file with a stitched surface of the bone shape. The third step is to manufacture a 3D computer solid-state model of the bone in the SolidWorks program. The fourth is to prepare the model for 3D printing using the PrusaSlicer program or a similar one. At this step, the implant and the bone models that come into contact with it are printed (for visual assessment of the bone areas attached to the implant in the preoperative period). The printed version of the jaw is made of photopolymer by printing on a 3D printer.The fifth step is to print the implant in metal on a 3D printer. The authors propose a new Zr-Nb-Ti alloy for the manufacture of implants by 3D printing with subsequent surface treatment of the alloy to form a bioactive coating, in order to better implant adhesion. The presented method of computer modeling allows you to quickly and accurately design and transfer a solid-state model for metal printing on 3D printers.
Description
С. Ковальов: ORCID 0000-0001-8839-2392; Н. Ковальова: ORCID 0009-0000-9347-9863; О. Калініченко: ORCID 0000-0001-5597-6084; К. Сухий: ORCID 0000-0002-4585-8268; О. Овчинников: ORCID 0000-0002-5649-1094
Keywords
імплантат, моделювання, комп’ютерне проєктування, медична інформація, SolidWorks, 3D-друк, implant, modeling, computer-aided design, medical information, SolidWorks, 3D printing
Citation
Ковальов С., Ковальова Н., Калініченко О., Сухий К., Овчинников О. Методика комп’ютерного моделювання при створенні індивідуалізованих імплантатів. Вісник Хмельницького національного університету. Серія: Технічні науки. 2024. Т. 345, № 6 (2). С. 218–225. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-345-6-33.