Umělé oko si vytiskl na 3D tiskárně a vyhrál studentskou soutěž

Na tiskárnách pro trojrozměrný tisk nevznikají jen plastové figurky nebo prototypy součástek, ale třeba i umělé klouby.

Brněnského studenta napadlo, že by s její pomocí mohl vyrobit oční protézu, která by byla nerozeznatelná od zdravého oka. Povedlo se mu to - a ještě se svým vynálezem vyhrál studentskou soutěž.

Když třiadvacetiletý student strojírenství na brněnské technice Ondřej Vocílka přemýšlel o tématu své bakalářské práce, nemusel pro nápad chodit daleko.

„V dětství jsem přišel o zrak na levém oku a později jsem začal nosit tuto protézu z estetických důvodů. Proto mě napadlo, že jsem jí měl k dispozici, že by to mohlo být zajímavé téma na bakalářskou práci,“ říká Ondřej Vocílka.

Oční protéza je zjednodušeně řečeno tvrdá čočka, která se vkládá do oka stejně jako třeba kontaktní čočka. Jejím účelem je zakrýt slepé oko, které je nevidoucí a většinou zašedlé. Dobře udělanou protézu by neměl běžný člověk od zdravého oka skoro rozeznat.

„Je to o tom, jak šikovný je malíř a jak se povede zachytit správný odstín oka a jak se to povede namalovat,“ popisuje Vocílka.

Právě náročnost ruční práce byl faktor, který přivedl Ondřeje Vocílku k myšlence vytvořit oční protézu strojově a navíc bez následného domalovávání duhovky.

Oční protéza z 3D tiskárny po povrchové úpravě.|foto: Tereza Kadrnožková

„Problém těch současných je jednak cena. V České republice to není tak špatné, je to dva až tři tisíce korun. Rozdíl je v zahraničí, tam je to až deseti nebo třicetinásobek. A chtěl jsem hlavně z fotografie svého pravého oka vytvořit duhovku a zachytit tím unikátnost každé duhovky,“ vysvětluje svůj záměr.

Vocílka vzal svou starou a již nepoužívanou protézu a tu v laboratoři naskenoval. V počítači tak měl trojrozměrný model protézy, která přesně seděla do jeho oka.

Ve Fakultní nemocnici Brno si pak nechal vyfotit své zdravé oko a vysoce kvalitní fotografii pak v počítačovém programu spojil s oskenovanou protézou. Pak už stačilo jen počítačový model vytisknout na 3D tiskárně. Na výsledek byl zvědavý i vedoucí bakalářské práce Josef Sedlák.

„Cena v první fázi vyšla hodně podobná výrobě původní protézy. S časem by ale cena mohla spadnout. Mohla by se tvořit nějaká databáze pacientů, kteří by po nějaké době 2 až 3 roky mohli protézu dostat třeba poštou a nemuseli by chodit k lékaři na měření a na nějakou výrobu,“ přibližuje vedoucí práce.

První plastový výtisk měl sice duhovku naprosto nerozeznatelnou od zdravého oka, chyběla mu ale povrchová úprava, která by napodobila lesk a plasticitu oka. To v laboratoři vyřešili namočením protézy do roztaveného plexiskla.

Vlevo protéza vytištěná na 3D tiskárně bez další úpravy, vpravo protéza z 3D tiskárny po povrchové úpravě|foto: Tereza Kadrnožková

Také mu chybělo červené žilkování v oku, kdy se při ruční výrobě používá červeně obarvené vlákno bavlny. V budoucnu by Ondřej Vocílka rád vyrobil protézu, která by už nepotřebovala další úpravy a rovnou z tiskárny by si ji tak člověk mohl dát do oka.

„Použil bych biokompatibilní materiál, s tím, že samotná duhovka a žilkování by bylo z běžného materiálu a bylo by to překryté biokompatibilním materiálem. Po samotném výtisku by se jenom protéza přeleštila, aby byl povrch dostatečně hladký a dala by se použít, ale je třeba udělat další výzkum, klinické testy, aby to nebylo zdravotně závadné. Ještě je tam hodně práce,“ konstatuje Vocílka.

3D tisk je sice starý teprve třicet let, podle Josefa Sedláka z Fakulty strojního inženýrství je ale budoucností medicíny.

„Ne že by moderní technologie měly vytlačit stávající technologie, smyslem je síly spřáhnout, ale technologii 3D tisku, která tu je a stále více se rozmáchává, tak má téměř neomezené možnosti. Jde pouze o vstupní materiál, ze kterého je ten implantát vyroben, ať je to nějaký kov třeba titan. Jsme schopni pomocí moderních technologií tuhle protézu vytisknout na míru pacientovi a aplikovat ji do těla,“ upozorňuje Sedlák

Dnes se takto vyrábí například kolenní klouby na míru.