3D打印提升义眼的质量

使用3D打印工艺制造的义眼可实现高质量复制，并减少人工操作，这给欧洲数十万人带来了新的希望。弗劳恩霍夫计算机图形研究所（Fraunhofer IGD）通过提供必要的软件和驱动程序，为眼科专家的这一努力提供支持。目前已有 200 多名患者受益于这项新技术。研究人员已在同行评审期刊Nature Communication上发表了一篇论文，介绍了他们的研究方法和迄今取得的成果。

借助Fraunhofer IGD的 3D打印技术制作的义眼(图中右眼)与健康眼睛的外观一致，并能与眼窝相吻合。(来源：Stephen Bell，Ocupeye公司）

弗劳恩霍夫计算机图形研究所（Fraunhofer Institute for Computer Graphics Research IGD）的研究团队于 2021 年首次公开了其技术。从那时起，3D 打印技术就彻底改变了著名的Moorfields眼科医院（位于伦敦）的义眼制造工艺。

该医院3D打印技术能力中心副主任Johann Reinhard解释说：“经过优化调整的人工眼球可以极大地提高患者的生活质量。弗劳恩霍夫团队开发的数据驱动型设计和 3D 打印流程确保假眼不仅与患者剩余的好眼球完美匹配，而且与空眼窝完美契合。他们的 Cuttlefish:Eye 软件和 Cuttlefish® 驱动程序使眼科医生能够方便地应用这项技术。该软件在英国已被批准为医疗设备，不久的将来将在欧洲大陆首次亮相。”

义眼给患者和眼科医生留下深刻印象

这篇论文介绍了 Cuttlefish:Eye 软件背后的技术以及用它制作的义眼的质量。为此，研究人员以十名患者为样本，检查了义眼的外观和形状。外观标准包括虹膜和瞳孔的大小和颜色以及巩膜的纹理。“为患者提供治疗的眼科医生对这些方面的评价都是极好的。”Reinhard补充说，“患者形容 3D 打印的义眼'改变了生活'。”

在形状标准方面，对十个病例进行的分析帮助他们明确了哪些类型的患者更适合使用义眼，哪些类型的患者不适合使用。必要的调整以及假体的最终注视方向和移动性都在考虑之列。

3D打印的自动化特性在质量稳定和缩短生产时间方面具有双重优势。由于减少了眼科专家的投入，这就大大减少了人工劳动；根据数量的不同，人工劳动可减少五倍之多。Reinhard补充说：“更重要的是，更多病人可以得到治疗，他们等待新义眼的时间也得以缩短。在欧洲，约有75万人需要安装义眼。”

温和的程序

数字化测量和生产过程也能给患者带来无痛的体验。使用OCT对眼窝和健康眼球进行扫描，同时集成摄像头提供彩色校准图像。不再需要传统的藻酸盐眼窝印模。Cuttlefish:Eye软件使用统计形状模型来预测最合适的假体形状，尽管眼窝表面的信息并不完整，但也能预测出最合适的假体形状。

只需几分钟，OCT数据就能计算出精确拟合的义眼三维模型，与健康眼睛的视觉效果非常接近。制造过程是在由Cuttlefish® 3D打印驱动程序控制的多材料3D打印设备上进行。义眼由Ocupeye公司生产和销售。

目前，研究人员正在将他们在彩色3D打印领域的专业知识和Cuttlefish:Eye的经验应用到其他领域。今后，还将使用Cuttlefish® 3D打印驱动程序设计牙科修复体和面部假体。

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随着技术的进步，3D打印在制造医疗假体方面的应用已经不仅仅局限在骨科、假耳等领域。与传统工艺相比，3D 打印机制造的义眼不仅生产时间短，而且新的假体看起来也非常逼真。

一个人佩戴义眼的原因有很多，从眼睛发育不正常到癌症或事故。患者通常需要先进行手术，这会留下疤痕组织，然后在愈合六周后得到一个临时义眼，这与他们的自然眼不完全匹配。然后，他们必须再等四到五个月，来为永久性义眼塑造眼窝，这是一个非常侵入性的过程，需要花费两个小时。然后，永久性义眼制造出来后，患者再进行试戴。不用说，这个过程有多漫长、多繁琐。

而使用3D打印制造义眼所需的时间要少得多，侵入性更小，并能制造出更逼真的义眼，具有更自然的深度和更高的清晰度。伦敦Moorfields眼科医院表示，3D打印将制造过程减少到两到三周。测量眼眶的最初预约也缩短至仅半小时。

2021年11月，Moorfields眼科医院帮助Steve Verze成为世界上第一个安装3D打印的义眼的人。它比传统的丙烯酸义眼具有更逼真的外观，并且制造时间更短。

Steve Verze在20多岁时失去了左眼，并且一直在使用传统义眼（人工佩戴的假眼），从那时候起每五年需要更换一次。他试戴了传统义眼和3D打印义眼，通过比较，他发现后者效果更好。Verze表示：“我从20岁起就开始佩戴义眼，并且一直对此感到不好意思。每当出门前照镜子的时候，我都不喜欢镜子中的自己。而现在这个3D打印义眼看起来太棒了。我相信在以后，3D打印义眼会越来越棒。”

这个3D打印义眼嵌有一个黑色的圆盘，圆盘上面有手绘的虹膜，光线不会完全穿透眼球。不过据医院所称，3D打印义眼中光线的照射路径要比传统义眼更加自然，因而清晰度更高，瞳孔的深度更真实。虽然这个3D打印义眼不会恢复他左眼的视力，但这能让他恢复自信心。

Ocupeye和Fraunhofer IGD为该项目提供了软件专业知识，该项目得到了国家健康研究所、Moorfields 生物医学研究中心和 Moorfields Eye Charity 的支持。

来源：编译自Fraunhofer IGD

来源：荣格-《医疗设备商情》

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