Нині протези очних яблук робляться вручну: спочатку виготовляють зліпок очної ямки, потім під неї виготовляють основу для імпланту, вручну ж її розфарбовують, потім, якщо потрібно, виріб коригують. У підсумку процес виходить довгий, дорогий і з різною якістю протезів.
У пошуках простішого способу група європейських учених розробила технологію, яка спочатку автоматично сканує очну ямку і підбирає кольори, а потім дає змогу надрукувати штучне очне яблуко на 3D-принтері з використанням кількох матеріалів. Про винахід вони повідомили в журналі Nature Communications.
«Порівняно з нинішнім ручним процесом наш підхід вимагає в п’ять разів менше праці окуліста і забезпечує відтворюваний результат. Щоб [виробництво імплантів] було економічно ефективним, потрібен певний обсяг, але при збільшенні масштабу він може призвести до економії коштів. Також може стати можливим виготовлення протезів для пацієнтів у тих регіонах, де такі послуги не надаються», – пишуть розробники.
На першому етапі збирається база даних, щоб протез був виготовлений за індивідуальними мірками. Очну ямку сканують лазером, а спеціальні алгоритми прораховують ділянки, які не потрапляють на знімок. Поки що недосконалість засобів моделювання робить його недоступним для приблизно 20% пацієнтів: наприклад, тих, хто страждає на ністагм або косоокість.
Однак для решти 80% за отриманою цифровою моделлю можна точно надрукувати імплант.
«Наше програмне забезпечення на основі даних сканування автоматично визначає відповідну форму протеза і використовує кольорове зображення для створення текстурованої 3D-моделі, яку потім створюють на повноколірному 3D-принтері, що працює з кількома матеріалами. Окулісту, можливо, доведеться скорегувати форму, перш ніж передати її пацієнтові», – уточнюють автори статті.
При цьому враховується як форма, так і зовнішній вигляд. Разом із втраченим оком сканується здорове.
«Ми використовуємо кольорове зображення здорового парного ока, щоб зовнішній вигляд протеза відповідав йому. Наш метод точно відтворює колір, розмір і структуру райдужної оболонки, а також зовнішній вигляд склери (так називають щільну непрозору оболонку очного яблука, яка зазвичай білого або близького до нього кольору – прим.ред.)», – пояснюється в статті.
Імпланти вже випробували перші добровольці: четверо чоловіків і шестеро жінок.
Для кожного пацієнта надрукували кілька варіантів протезів, кожен з яких враховував похибки системи. Для одного з 10 учасників підійшли всі запропоновані варіації імпланту. Ще семи знадобилися більші або менші коригування з урахуванням побажань та індивідуальних особливостей, які неможливо було врахувати під час первинного сканування.
При цьому для двох пацієнтів протези не підійшли зовсім, але отримати бажаний результат вдалося з наступної спроби. Для одного з них відсканували вже наявний виготовлений вручну протез і надрукували його точну копію. Для другого вручну скоригували надруковану модель, а потім виготовили імплант з урахуванням цих виправлень.
А зовнішній вигляд протеза всі учасники експерименту оцінили як «дуже добре» і «відмінно», причому визначальним фактором була реалістичність і відповідність кольору райдужної оболонки.