Background: Additive manufacturing using fused deposition modelling (FDM) has become widely available with the development of consumer-grade three-dimensional printers. To be useful in maxillofacial surgery, models created by these printers must accurately reproduce the craniofacial skeleton.
Objective: To determine the accuracy of consumer-grade FDM printers in the production of medical models compared with industrial selective laser sintering (SLS) printers.
Methods: Computed tomography images of a dry skull were manipulated using OsiriX (OsiriX, Switzerland) and ZBrush (Pixologic, USA) software. Models were fabricated using a consumer-grade FDM printer at 100 μm, 250 μm and 500 μm layer heights and an industrial SLS printer. Seven linear measurements were made on the models and compared with the corresponding dry skull measurements using an electronic caliper.
Results: A dimensional error of 0.30% was observed for the SLS models and 0.44%, 0.52% and 1.1% for the 100 μm, 250 μm and 500 μm FDM models, respectively.
Conclusion: Consumer-grade FDM printers can produce medical models with sufficient dimensional accuracy for use in maxillofacial surgery. With this technology, surgeons can independently produce low-cost maxillofacial models in an office setting.
Historique: La fabrication additive faisant appel à la modélisation par dépôt de fil en fusion (FDM) s’est généralisée grâce au développement des imprimantes tridimensionnelles pour consommation courante. Pour être utiles en chirurgie maxillo-faciale, les modèles créés par ces imprimantes doivent reproduire le squelette craniofacial avec précision.
Objectif: Déterminer la précision d’imprimantes FDM pour consommation courante dans la production de modèles médicaux par rapport à des imprimantes industrielles faisant appel au frittage sélectif par laser (SLS).
Méthodologie: Les chercheurs ont manipulé les images tomodensitométriques d’un crâne séché à l’aide des logiciels OsiriX (OsiriX, Suisse) et ZBrush (Pixologic, États-Unis). Ils ont fabriqué les modèles à l’aide d’une imprimante FDM pour consommation courante, à des épaisseurs de couche de 100 μm, 250 μm et 500 μm, ainsi qu’à l’aide d’une imprimante SLS industrielle. Au moyen d’un pied à coulisse électronique, ils ont effectué sept mesures linéaires sur les modèles, qu’ils ont comparées aux mesures du crâne séché.
Résultats: Les chercheurs ont observé une erreur dimensionnelle de 0,30 % dans les modèles SLS et de 0,44 %, 0,52 % et 1,1 % dans les modèles FDM à 100 μm, 250 μm et 500 μm, respectivement.
Conclusion: Les imprimantes FDM pour consommation courante produisent des modèles médicaux de précision dimensionnelle suffisante pour être utilisés en chirurgie maxillo-faciale. Grâce à cette technologie, les chirurgiens peuvent produire eux-mêmes des modèles maxillo-faciaux à faible coût en cabinet.
Keywords: Craniofacial; Precision; Preoperative models; Rapid prototyping.