Stampa 3D per la ricostruzione di resti scheletrici umani

Sebbene la stampa 3D offra a molti utenti la possibilità di creare e innovare design e prodotti completamente nuovi, tale tecnologia può anche essere utilizzata molto bene per riempire gli spazi vuoti. Questo può essere vero in termini di componenti industriali che potrebbero essere diventati obsoleti e devono essere ricreati per veicoli , fucili d’assalto o navi , parti del corpo umano che devono essere ricostruite e dotate di impianti dopo un grave trauma, o come in questo le ultime ricerche mostrano: reperti antropologici e resti scheletrici che devono essere ricostruiti, sia nelle forze dell’ordine che in contesti scientifici.

In ” Approcci efficaci alla ricostruzione digitale tridimensionale di resti scheletrici umani frammentati utilizzando la scansione laser della superficie “, autori provenienti da India e Regno Unito esplorano la stampa 3D per rimodellare parti scheletriche che potrebbero mancare. Per questo studio, si sono concentrati sul rimodellamento di una parte del cranio umano e sulla ricostruzione di una mandibola. Storicamente, gli antropologi forensi hanno utilizzato la sovrapposizione con la fotografia per identificare le persone scomparse, ma hanno riscontrato difficoltà nella ricostruzione a causa di aree in cui si perde l’osso e parti del cranio, ad esempio, potrebbero essere compromesse.

Oggi, l’analisi dei resti umani si basa su metodi come:

Imaging 3D
Raggi X
Micro CT
Scansione laser
Scansione a luce strutturata
Fotogrammetria 3D
La digitalizzazione 3D ha offerto chiari vantaggi in molti progetti nel corso degli anni, comunemente in musei o ambienti di ricerca, consentendo repliche a prezzi accessibili che possono essere utilizzate in scambi scientifici, analisi forensi, insegnamento, esposizioni di musei e altro ancora. I vantaggi per i dipartimenti forensi continuano in tutto il mondo, oltre a contribuire al lavoro svolto da altri professionisti.

A: vista laterale e basale del cranio con processo zigomatico mancante bilateralmente; B: vista laterale e basale del cranio con processo zigomatico intatto.

I ricercatori sono stati in grado di ottenere due crani umani dagli archivi scheletrici della Gujarat Forensic Sciences University per la scansione 3D utilizzando uno scanner laser 3D NextEngine , Geomagic Studio 13 per la riproduzione della superficie e una stampante 3D Flashforge Guider 2 .

Passaggi per la ricostruzione del processo zigomatico mancante (A) Allineamento manuale e registrazione globale (B) Sostituzione dell’elemento mancante nei dati del test dopo l’estrazione dai dati di riferimento (C) e (D) Colmare le lacune utilizzando vari metodi. (E) Lisciatura.

Un modello di cranio è stato stampato in 3D con PLA, misura 280 × 250 × 300 mm.

“È stata stabilita un’articolazione diretta tra il processo zigomatico della mascella e dell’osso temporale dopo la ricostruzione dell’arco zigomatico”, hanno affermato i ricercatori. “I risultati erano confluenti con quelli menzionati in letteratura.”

Modello ricostruito stampato in 3D.

Una mandibola umana è stata ottenuta anche tramite la Gujarat Forensic Sciences University. La replica è stata realizzata con silicone vulcanizzato e poi riempita con pietra dentale. I ricercatori hanno suddiviso la replica in nove pezzi.

Mandibola replicata frammentata.

Le misurazioni risultanti hanno verificato che il modello stampato in 3D potesse essere utilizzato per “varie analisi morfometriche”.

Conversione nel file ‘.stl’ dopo aver allineato tutte le parti (sinistra) e stampare utilizzando la tecnologia FDM (destra).

Molti progetti diversi che coinvolgono la ricostruzione delle ossa si basano sulla scansione del lato buono o di un’area intatta e quindi sul mirroring dei dati incompleti. In questo studio, l’arco zigomatico incompleto è stato creato utilizzando i dati di un cranio simile. I ricercatori hanno concluso che un tale modello sarebbe adatto per l’uso in tribunale, nonché in antropologia e medicina forense.

Analisi qualitativa di congruenza eseguita sui dati scansionati di una mandibola di riferimento e una mandibola ricostruita.

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