Використання способу моделювання атланта (С1) людини за допомогою 3D скульптінгу

Abstract

Завданням виховного і освітнього процесів є розкриття потенціалу і можливостей самореалізації кожного студента, як майбутнього фахівця в системі охорони здоров’я. Застосування сучасних наочних ана томічних препаратів є невід’ємною частиною лекційних, семінарських та практичних занять. У зв’язку з дефі цитом натуральних анатомічних препаратів для студентів Вищих медичних установ при вивченні дисципліни «Анатомія людини», щороку потрібно їх нове надходження для забезпечення педагогічного процесу через підвищене зношення і втрату належної якості. Проте в зв’язку з новими законами з біоетики, отримання на туральних людських препаратів максимально обмежено. Використання 3D моделей стало зручним спосо бом заміщення натуральних препаратів людини. Патентовані комп’ютерні розробки (моделі) для 3D друку оцінюються дорого. Тому нами зроблена спроба отримання таких 3D моделей по натуральним зразкам для масового виготовлення. Метою дослідження було розроблення способу моделювання першого хребця людини по натуральним зразкам для масового виготовлення і для забезпечення педагогічного процесу на кафедрі анатомії людини шляхом використання 3D-принтера «Flash Forgecreator» в програмі ZBrush з ABS пластика. Поставлена задача вирішується шляхом створення способу моделювання першого хребця (атланта) людини з ABS пластику за допомогою 3D-скульптінга в програмі ZBrush, що включає вивчення анатомічної будови натурального типового зразка першого шийного хребця, вимірювання розмірів всих анатомічних структур хребця за допомогою штангенциркуля (ГОСТ 166-89; свідоцтво № 1188/0315), створення 3D моделі в програмі ZBrush, друк на 3D-принтері «Flash Forgecreator». Використання запропонованого способу дозволяє отримати модель першого шийного хребця (атланта), який відповідає натуральним розмірам та який можна вивчати з різних боків, отримуючи вичерпне уявлення про форму та розміри, а також дозволяє чітко вивчити рельєф і геометрію отворів та борозен, одержати на очне уявлення про морфологічну будову першого хребця не використовуючи натуральні кісткові препарати. Запропонований спосіб має наукову і прикладну цінність, так як істотно полегшує завдання підготовки і проведення педагогічного процесу та морфологічних досліджень, розширюючи можливості отримання більш інформативних і об’єктивних результатів.

Abstract. Due to the shortage of natural anatomical preparations for students of higher medical institutions in the study of the discipline “Human Anatomy”, every year they need a new income to ensure the pedagogical process due to increased wear and loss of proper quality. However, since 2004, due to new laws on bioethics, the production of natural human drugs has been limited as much as possible. Therefore, the use of 3D models has become a convenient way to replace natural human preparation. Patented computer developments (models) for 3D printing are expensive. Therefore, we made an attempt to obtain such 3D models on natural samples for mass production. The aim of the study was to develop a method for modeling the first human vertebra using natural samples for mass production and to ensure the pedagogical process at the Department of Human Anatomy by using a Flash Forgecreator 3D printer in the ZBrush program with ABS plastic.Object and methods of research. The problem is solved by creating a method for modeling the first vertebra (Atlas) of a person from ABS plastic using 3D sculpting in the ZBrush program, including studying the anatomical structure of a natural type sample of the first cervical vertebra, measuring the size of all anatomical structures of the vertebra using a caliper (GOST 166-89, certificate No. 1188/0315), creation of a 3D model in ZBrush, printing on a 3D printer “Flash Forgecreator”. Results of work. To make a model of the first vertebra (Atlas) from plastic by 3D printing, we studied a natural sample from the anatomical museum of the Department of Human Anatomy of the Ukrainian Medical Stomatological Academy, as well as an atlas of human anatomy edited by R.D. Synelnikov, which served as a guide in the process of work. After all the necessary changes to the model of the first vertebra, its trial production was carried out as follows: the 3D model of the first vertebra was saved in the “OBJ” format; 3D model of the first vertebra in the format “OBJ” using the program “Maker Were” was prepared for production on a 3D printer, creating a G-code in an x3g file; the prepared x3g file with G-code 3D model of the first vertebra was recorded on a flash card and sent for printing on a 3D printer “Flash Forgecreator”. The material used for printing is ABS plastic; after completing the 3D printing, the printed model was cleaned of supporting structures. Conclusions. Using the proposed method allows you to obtain a model of the first cervical vertebra (atlas), which corresponds to natural dimensions and which can be studied from different angles, getting a comprehensive idea of the shape and size, and also allows you to clearly study the relief and geometry of the holes and grooves, to get a visual idea of the morphological the structure of the first vertebra without using natural bone preparations. The proposed method has scientific and applied value, since it significantly facilitates the task of preparing and conducting the pedagogical process and morphological research, expanding the possibilities of obtaining more informative and objective results.