Il terzo percorso del Biomedical Fablab

 Il percorso di fabbricazione digitale applicato all'ambito biomedicale prevede due moduli

• una parte teorica, per conoscere le applicazioni della fabbricazione digitale (e in particolare della stampa 3D) nell'ambito biomedicale. Una sintesi di quelli che sono i contesti applicativi in ambito medico sono disponibili su questa risorsa gratuita: http://www.hi-storia.it/edu/courses/corso-applicazioni-stampa-3d/lezioni/introduzione-stampa-3d-settore-biomedicale/
• una parte pratica, per lo sviluppo di competenze nell'utilizzo di software e hardware legati alla fabbricazione digitale e progettata con Educational.city . Saranno utilizzati sia software e hardware per l'utilizzo della fabbricazione digitale generalista, che software specializzati nel contesto del biomedicale. Durante la parte pratica, la classe dovrà progettare e realizzare un prodotto funzionante, applicabile in ambito biomedicale. In questo terzo corso attivato al Liceo, l'attività pratica ha previsto la progettazione e realizzazione di una "face mask", una visiera protettiva per operatori sanitari stampata in 3D. 

Introduzione alla stampa 3D e modellazione 3D con SketchUp

Prima di lavorare nella fabbricazione digitale in ambito biomedicale, iniziamo a sperimentare le tecnologie: l'hardware, cioè le stampanti 3D, e il software, ovvero il modellatore 3D SketchUp e il software di slicing Cura. In questa prima fase il tema è libero, quindi liberiamo la fantasia!

         

Piattaforme di condivisione di file 3D

Come progetto di "riscaldamento", abbiamo lavorato su progetti terzi scaricati dalla piattaforma di condivisione Thingiverse, e stampati in PLA (acido polilattico), plastica compostabile.

Altra piattaforma fondamentale è stata NIH 3D Print Exchange, la piattaforma sviluppata dall'U.S. Department of Health and Human Services  —  National Institutes of Health. La piattaforma è consultabile presso l'url https://3dprint.nih.gov/

Entrambe le piattaforme contengono progetti rilasciati con licenze aperte Creative Commons, quindi liberamente riutilizzabili rispettando alcune condizioni poste dall'autore.

 

In itinere: La stampa 3D per la pianificazione pre-operatoria

Abbiamo sperimentato l'uso della stampa 3D per realizzare repliche di organi, che simulino le caratteristiche fisiche di tessuti e organi. Questi modellini vengono utilizzati per la pianificazione e simulazione chirurgica, in particolare in casi rari di malformazioni e in generale per interventi complessi. Abbiamo scaricato alcuni organi da Thingiverse, come in questi esempi (cuore di un rospo). Con il programma 3dBuilder abbiamo facilmente ottenuto il suo negativo, creando uno stampo. Infine abbiamo utilizzato una gomma siliconica a colata, versandola sullo stampo per creare l'organo con una consistenza (durezza, elasticità e densità) simile a quello reale.

            

 

In itinere: Ottenere file 3D da tomografie e risonanze magnetiche

Fino ad ora abbiamo ricavato i file 3D dagli organi scaricandoli da Thingiverse. Con il software Invesalius abbiamo invece convertito i files ottenuti da TAC e RM in files 3D. I file medicali che otteniamo dalle TAC si chiamano DICOM.

 

 Il file 3D può essere modificato con altri programmi, come ZBrush o SculptGL. In questo esempio, abbiamo "riempito" la lesione ossea sul cranio, creando un innesto da stampare con una biostampante 3D che utilizza cellule ossee.

Primo percorso: il risultato

     

    

Secondo percorso: il risultato

Anche in questo corso abbiamo sperimentato la modellazione 3D con SketchUp e SculptGL. Rispondendo alla challange di Medfab.school, questa volta abbiamo progettato e realizzato un portapillole, diviso in 14 scomparti: i sette giorni della settimana, con un'ulteriore suddivisione per la somministrazione al mattino o al pomeriggio.