Perkara Utama yang Perlu Diketahui:
- Penyesuaian adalah Kunci: Setiap prostetik okular mesti disesuaikan secara individu agar sesuai dengan bentuk soket mata yang unik dan penampilan pesakit, meningkatkan kedua-dua fungsi dan estetik.
- Kemajuan Teknologi: Penyepaduan terkini seperti Optical Coherence Tomography (OCT) telah meningkatkan proses reka bentuk dengan ketara, membolehkan replikasi yang sangat tepat bagi topografi dan warna mata.
- Percetakan 3D: Pembuatan aditif telah membawa peningkatan yang ketara dalam pengeluaran prostetik okular, menawarkan kualiti yang lebih konsisten dan kemungkinan reka bentuk yang kompleks dan boleh disesuaikan.
- Pengesahan Klinikal: Kajian, termasuk yang dijalankan oleh Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust, telah mengesahkan keberkesanan prostetik yang direka bentuk secara digital dalam meningkatkan kualiti hidup pesakit.
Kehilangan mata atau kerosakan teruk pada mata boleh menyebabkan keperluan untuk prostetik mata. Secara teknikalnya dikenali sebagai prostetik okular, sekitar 0.1% penduduk dunia memakai mata palsu hari ini. Terdapat banyak cara mata boleh menjadi rosak, daripada trauma kepada mata buta yang menyakitkan dan tumor mata yang tidak boleh dirawat. Perbezaan dalam struktur mata setiap orang bermakna setiap prostetik mata perlu disesuaikan dengan pesakit. Kerosakan pada mata membawa kepada perbezaan yang ketara dalam penampilan seseorang, jadi sementara prostetik tidak menambah apa-apa fungsi yang boleh dilihat/memulihkan fungsi mata, ia boleh membawa sedikit minda kepada pesakit kerana mata baharu mereka memberikan faedah estetik.
Prostetik mata dipakai di atas konjunktiva mata dan dipegang oleh kelopak mata. Pergerakan implan mungkin disebabkan oleh tindakan otot ekstraokular. Prostetik perlu memenuhi beberapa keperluan, termasuk menggantikan isipadu orbit mata dan memberikan tahap keselesaan yang boleh diterima kepada pesakit. Prostetik juga perlu dibuat sebelum soket mata sembuh.
Memahami Implan Orbit dan Mata Prostetik
Dalam kes enukleasi atau pembuangan—di mana mata dibuang akibat kerosakan atau penyakit—implan orbit sering digunakan sebagai asas dalam soket mata. Implan ini dilekatkan dengan berhati-hati pada otot mata dan direka bentuk untuk dilindungi oleh konjunktiva, berfungsi sebagai asas yang stabil untuk mata prostetik. Prostetik itu sendiri diletakkan di antara kelopak mata dan di atas implan, membolehkan pergerakan semula jadi. Mobiliti ini terutamanya disebabkan oleh sedikit geseran antara mata prostetik dan permukaan licin implan orbit, yang membantu meniru gerakan semula jadi mata, memberikan bukan sahaja pemulihan kosmetik tetapi juga beberapa tahap kenormalan fungsi.
Kemajuan dalam Prostetik Okular
Peralihan yang ketara telah diperhatikan dengan penyepaduan Tomografi Koheren Optik (OCT) dalam reka bentuk prostetik okular. ini teknologi membantu dalam menangkap dengan tepat topografi soket mata dan warna terperinci mata sedia ada, yang memastikan mata prostetik sepadan dengan penampilan asal pesakit sedekat mungkin. Kemajuan teknologi ini menyokong keperluan estetik dan fungsi dengan memastikan tahap penyesuaian yang tinggi.
Sifat prostetik okular yang disesuaikan bermakna terdapat hanya proses tertentu yang tersedia untuk membuatnya, kerana prostetik itu perlu sepadan dengan bentuk soket mata dan penampilan mata pesakit. Walaupun terdapat stok mata prostetik, mata yang disesuaikan kini dihasilkan oleh pakar mata yang berkemahiran tinggi. Oleh kerana proses ini bergantung pada kepakaran manusia, kualiti prostetik bergantung pada ketukangan ahli okular, jadi kualiti prostetik boleh berbeza-beza dari okular ke okular.
Perkembangan terkini telah mempamerkan penggunaan automatik, proses reka bentuk dipacu data dalam penciptaan prostetik okular. Kaedah ini menggunakan teknik pengimejan termaju untuk menghasilkan model digital prostetik yang sangat sesuai dengan soket mata pesakit, dengan ketara mengurangkan kebolehubahan yang dilihat dengan ketukangan manual dan meningkatkan keberkesanan fungsi prostetik.
Mampu mendigitalkan dan menjadikan proses itu mungkin dengan mesin sambil mengekalkan keupayaan untuk mempunyai tahap penyesuaian yang tinggi dicari. Di sinilah dimana pembuatan bahan tambahan boleh masuk kerana ia menawarkan kebebasan reka bentuk yang tinggi dan boleh mencipta bahagian yang kompleks dan boleh disesuaikan. Penggunaan pembuatan bahan tambahan telah berkembang dalam sektor perubatan, dan banyak bahagian yang dibuat hari ini adalah biokompatibel dan sesuai untuk kegunaan klinikal. Terdapat banyak yang boleh ditanam peranti perubatan yang telah dicipta dengan pembuatan bahan tambahan, dan prostetik mata adalah salah satu bidang terkini untuk mendapatkan Percetakan 3D rawatan.
Penggunaan teknologi pencetakan 3D warna penuh bukan sahaja menyelaraskan proses pembuatan tetapi juga meningkatkan hasil kosmetik dan fungsi prostetik okular. Dengan menggunakan pendekatan pencetakan berbilang bahan, prostetik kini boleh menampilkan kecerunan tekstur dan peralihan warna yang realistik yang meniru rupa semula jadi mata manusia, meningkatkan integrasi prostetik dan keyakinan pemakai.
Pendekatan Semasa untuk Prostetik Okular
Seperti sedia ada, kaedah pembuatan semasa menggunakan pengrajin artisan yang mencipta prostetik tersuai melalui buruh manual mahir. Bahan pilihan biasa untuk prostetik kraf tangan ialah polimetil metakrilat (PMMA). Proses ini memerlukan okular untuk mengambil kesan alginat pada soket mata pesakit untuk mengeluarkan bentuk lilin yang sesuai dengan soket. Iris kemudian dicat pada cakera rata dan dibenamkan ke dalam lilin bersama unit kornea PMMA yang jelas. Proses ini mengambil masa kira-kira 2 jam dengan pesakit di klinik, dan model lilin perlu disembuhkan selama 6 jam juga. Selepas pengawetan, prostetik digilap, dan sebarang pelarasan bentuk dibuat pada peringkat ini. Keseluruhan proses mengambil masa lebih 8 jam kerja manual untuk membuat prostetik dengan tahap kualiti yang berbeza-beza dan keserasian pesakit.
Kaedah lain yang kurang biasa digunakan ialah peniupan kaca kaca kriolit putih dan cermin mata berwarna untuk mencipta iris dan urat. Prostetik ini dibuat dengan memanipulasi kaca yang dipanaskan, tetapi kesesuaian dan penampilan prostetik dinilai selepas ia disejukkan. Hasilnya ialah prostetik kelihatan lebih hidup daripada prostetik PMMA, tetapi ia tidak boleh dilaraskan agar sesuai dengan soket mata pesakit selepas ia telah sejuk. Selain itu, kerana ia diperbuat daripada kaca, ia menjadi rosak dan pecah lebih kerap, jadi ia perlu diganti lebih kerap.
Beralih kepada Pembuatan Aditif untuk Mencetak Prostetik Okular
Pembuatan Aditif telah mendapat banyak minat dalam aplikasi di mana kebolehsesuaian adalah faktor utama. Ini termasuk peranti perubatan, seperti stent, prostetik bola dan soket, dan prostetik sendi yang lain. Bentuk dan sifat bahan prostetik okular adalah kunci untuk bahagian fungsional prostetik, tetapi penampilan memainkan peranan dari perspektif peribadi.
Penambahbaikan dalam Fungsi Prostetik
Penyepaduan aliran kerja digital telah meningkatkan sifat fungsi prostetik okular. Pemetaan tepat bagi topografi soket anophthalmic membolehkan padanan yang lebih tepat, yang meningkatkan keselesaan pemakai dengan ketara dan mengoptimumkan jangka hayat fungsi prostetik dengan meminimumkan potensi isu yang berkaitan dengan kesesuaian soket.
Pelbagai pendekatan pencetakan 3D telah dicadangkan untuk prostetik mata, tetapi kebanyakan pendekatan sehingga kini tidak menggunakan proses reka bentuk digital, automatik dan dipacu data yang mempertimbangkan kedua-dua bentuk dan rupa. Daripada ramalan bentuk automatik, bentuk prostetik biasanya direka dalam CAD atau perisian pemodelan 3D yang lain.
Penyelidik kini telah membangunkan pendekatan pencetakan 3D, menggunakan proses automatik hujung ke hujung digital untuk mereka bentuk prostetik sebelum mencetak. Pendekatan ini menggunakan tomografi koheren optik invasif minimum (OCT) untuk menangkap topografi soket anophthalmic, serta anatomi dan warna mata normal. Selepas mereka bentuk, prostetik dicetak menggunakan pencetak 3D berbilang bahan.
Pendekatan reka bentuk automatik menggunakan model bentuk statistik untuk meramal dan paling sesuai dengan bentuk prostetik berdasarkan maklumat permukaan soket mata yang tidak lengkap. Imej bercirikan warna bagi mata yang sihat telah digunakan untuk menghasilkan rupa mata palsu yang sepadan secara langsung dengan mata asal, dan pencetak 3D berwarna penuh digunakan untuk menghidupkan penampilan estetik itu.
Inovasi dalam Reka Bentuk Prostetik: Pandangan Lebih Dekat pada Proses Digital
Untuk lebih memahami teknologi canggih di sebalik prostetik okular, mari kita mendalami proses reka bentuk digital yang telah memodenkan cara peranti ini dicipta. Rajah 3 di bawah menggambarkan proses perisian reka bentuk dipacu data komprehensif yang digunakan untuk membangunkan setiap model prostetik tersuai. Proses ini menyepadukan data anatomi terperinci dengan ketepatan teknologi, memastikan setiap prostetik bukan sahaja menyenangkan dari segi estetik tetapi juga dipadankan dengan sempurna dengan keadaan fizikal pesakit.
Teknologi percetakan digital dan 3D telah mengubah bidang prostetik okular dengan menjadikannya lebih mudah diakses dan disesuaikan dengan keperluan individu. Keupayaan untuk menjana warna terperinci dan definisi struktur memastikan setiap mata prostetik boleh disesuaikan bukan sahaja untuk kesesuaian tetapi juga untuk nuansa estetik, mereplikasi rapat mata semula jadi pesakit.
Proses reka bentuk digital dan pencetakan 3D prostetik juga ditunjukkan dalam a percubaan klinikal sempena Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust. 10 pesakit klinikal mengambil bahagian dalam kajian dan melihat impak jangka panjang dan prestasi prostetik cetakan 3D berbanding prostetik pengrajin tradisional.
a Pesakit 5 memakai conformer yang dipasang di dalam soket mata. b Imej Pesakit 5 mempamerkan prostetik bercetak 3D untuk mata kiri (gambar di sebelah kanan). c Pandangan yang diperluaskan bagi model prostetik 3D. d–h Langkah-langkah yang terlibat dalam Ramalan Bentuk: Imbasan OCT awal soket mata (d), data volum ditapis untuk mendedahkan permukaan soket (e), transformasi data ke dalam peta kedalaman untuk penjajaran (f), pemasangan bentuk pada permukaan soket (g), diikuti dengan melicinkan dan menghalusi geometri (h). i–l Proses Penciptaan Iris: Geometri iris yang ditangkap oleh OCT (i), pengesanan sempadan iris dan murid (j), peningkatan tekstur iris untuk kontras yang lebih baik (k), dan penyeragaman dan pemetaan UV bagi geometri iris (l). m–q Pembangunan Imej Warna dan Tekstur Sclera: Imej warna asal (m), imej yang dipertingkatkan dan diperjelaskan selepas pencirian dan penolakan (n), pembahagian menggunakan teknik tadahan air (o), penyingkiran urat untuk pengekstrakan warna sklera yang lebih jelas (p), rendering awal dan akhir tekstur pewarnaan dan rangkaian urat yang dibangunkan (q, kiri dan kanan masing-masing).
Kecekapan dan Faedah Terbukti dalam Ujian Klinikal
Walaupun salah satu faedah proses percetakan 3D reka bentuk digital ialah ia memerlukan tenaga kerja lima kali lebih sedikit daripada pakar mata dan menghasilkan output yang boleh dihasilkan, faedah lain telah ditemui sepanjang kajian.
Pertama, pencetak yang ditentukur warna membolehkan para penyelidik mencipta prostetik di mana warna, saiz, dan struktur iris, serta rupa sklera, direplikasi hampir dengan mata asal. Kedua, penggunaan pencetakan 3D membolehkan prostetik dicetak di mana-mana sahaja terdapat pencetak yang sesuai, jadi prostetik boleh dibekalkan ke kawasan di mana perkhidmatan tidak tersedia.
Pendekatan pencetakan 3D juga membolehkan pengeluaran yang sangat konsisten berbanding dengan pendekatan buruh manual, yang akan membolehkan alat ganti yang lebih tepat dihasilkan apabila prostetik rosak. Alat ganti manual selalunya berbeza daripada prostetik asal, yang boleh menyebabkan komplikasi. Pendekatan pencetakan 3D juga menafikan keperluan untuk tera alginat, kerana bentuk soket diimbas secara optikal.
Akhirnya, aliran kerja digital yang digunakan membolehkan penambahbaikan berterusan pada prostetik untuk semua pesakit tanpa pakar mata yang memerlukan latihan tambahan. Gabungan lebih banyak data, kepakaran pakar okular, dan maklum balas pesakit membolehkan perisian itu diperhalusi supaya ia boleh terus menghasilkan bentuk yang lebih baik dan meniru ciri mata yang berbeza.
Beralih kepada aliran kerja digital dengan pencetakan 3D boleh membolehkan pesakit—seperti kanak-kanak—yang secara tradisinya tidak layak untuk prostetik kini layak. Walaupun pendekatan hujung-ke-hujung automatik ini telah digunakan setakat ini untuk mereka bentuk dan mengeluarkan prostesis mata estetik tersuai, keupayaan untuk mengambil kira kedua-dua pemasangan bentuk dan reka bentuk estetik boleh membuka pendekatan kepada prostesis estetik lain, seperti pemulihan gigi atau facial. prostesis, serta penutup untuk prostetik yang lebih tradisional yang sepadan dengan penampilan pesakit.
Pengesahan Klinikal
Percubaan klinikal baru-baru ini yang dijalankan bersama-sama dengan Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust mengesahkan keberkesanan praktikal dan peningkatan kualiti hidup yang disediakan oleh prostetik ciptaan digital ini. Pesakit telah melaporkan kepuasan yang tinggi dengan ketepatan kosmetik dan keselesaan prostetik baharu mereka, menekankan kepentingan mengintegrasikan teknologi pembuatan termaju dalam aplikasi perubatan.
rujukan:
Sagoo MS et al., Reka bentuk dipacu data automatik dan pencetakan 3D prostesis okular tersuai, Alam Komunikasi, 15, (2024), 1360.