Editorial : Creative digital design and manufacturing in medicine

Non peer reviewe

Three-dimensional printed surgical templates for fresh cadaveric osteochondral allograft surgery with dimension verification by multivariate computed tomography analysis

Background: The fit of the allograft is a particular concern in fresh cadaveric osteochondral allograft (FOCA) surgery. Digital design and fabrication were utilized in conjunction with traditional surgery to enable efficient discovery and reproduction of appropriately dimensioned allograft. Methods: A patient with large osteochondral defects in the lateral femoral condyle was to undergo FOCA surgery. A digital virtual operation was performed, based on computed tomography (CT) images of the patient. Polyamide saw templates were manufactured using a selective laser sintering process, and gypsum powder was used to manufacture preoperative and intraoperative medical models with binder jetting process. The design dimensions were verified numerically by determining the intactness of the section surface and allograft volume based on four independent measurements of the initial design, and an automated design optimization strategy was postulated. For the surgery, a lateral longitudinal approach was employed. Results: The virtual operation allowed an efficient design of the saw templates. Their shape and dimensions were verified with a numerical CT analysis method. The allograft dimensions (medial-lateral/superior-inferior/anterior-posterior) were approximately 40/28.5/24 mm, respectively, with the anterosuperior corner diagonally removed, yielding a section volume of approximately 16.5 cm(3). These manually chosen dimensions were reminiscent of the corresponding computationally optimized values. Conclusions: Use of computer-aided design in virtual operation planning and three-dimensional printing in the fabrication of designed templates allowed for an efficient FOCA procedure and accurate allograft fitting. The numerical optimization method allowed for a semiautomated design process, which could in turn be realized also with surgical navigation or robotic surgery methods. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.Peer reviewe

Primary Prevention of Airway Allergy

The aim of this paper is to review and summarize the current knowledge of prevention of airway allergy.Peer reviewe

4D printing of hybrid materials with material extrusion method

Please click Additional Files below to see the full abstract

Correction to: A comparison of biologicals in the treatment of adults with severe asthma : real-life experiences

An amendment to this paper has been published and can be accessed via the original article

Kasvaimen kolmiulotteinen histopatologia : malli kielen levyepiteelikarsinoomasta

Lääketieteessä kuvantamistutkimuksissa hyödynnetään usein kolmiulotteista (3D) mallintamista, jotta tutkittava kohde pystyttäisiin hahmottamaan yksiselitteisemmin. Sen sijaan histopatologiassa kaksiulotteinen (2D) esittämistapa on edelleen vallitseva tapa ilmoittaa esimerkiksi poistetun kasvaimen leikkausmarginaalit. Tutkimuksemme tarkoitus oli esittää leikkauksessa poistetun pehmytkudosresekaatin sisällä olevan kasvaimen dimensiot ja siitä tehtyjen histologisten leikkeiden sijainnit 3D muodossa luomalla resekaatista ja sen leikkeistä digitaalinen 3D-malli. Kehittelimme menetelmän käyttäen yleisesti saatavilla olevia instrumentteja keskittyen kielen levyepiteelikarsinooman mallintamiseen. Loimme menetelmän tunnistamalla ja ratkomalla ongelmia, jotka liittyivät histologisten leikkeiden leikesuuntien valintaan, joka aiemman kirjallisuuden perusteella on ollut keskeinen haaste pehmytkudosresekaatin 3D-mallin luomisessa. Tavanomaiseen resekaatin käsittelyyn verrattuna lisävaiheita olivat ainoastaan leikkausresekaatin skannaaminen ennen histopatologisten leikkeiden keräämistä sekä itse karsinooman mallintaminen digitaaliseksi. Nämä lisävaiheet vaativat ainoastaan 3D pöytäskannerin ja 3D mallinnusohjelmiston. Työssä esittelemme leikkausresekaatin ja histopatologisten leikkeiden mallintamiseen liittyviä haasteita ja niille kehittämiämme ratkaisuja. Työn tuloksena esittelemme valmiin 3D-mallin kielen levyepiteelikarsinooman leikkausresekaatista ja sen sisällä olevasta varsinaisesta kasvaimesta sekä digitaalisena mallina että puoliläpäisevänä valumallina (3D-tuloste). Kuvaamme työssä myös työvaiheet, jotka vaaditaan 3D-mallin luomiseksi. Julkaisuhetkellä tietääksemme työmme on ensimmäinen yritys esittää kielikasvaimen histopatologiset marginaalit 3D muodossa, kun aiemmin vain 2D muoto on ollut saatavilla. 3D-mallin luominen metodillamme ei vaadi ennalta määrättyjä leikesuuntia. Metodimme tarjoaa yksiselitteisemmän ja selkeämmän tavan havainnollistaa kasvaimen marginaalit, topografia ja orientaatio. Metodiamme voitaisiin tulevaisuudessa käyttää työkaluna postoperatiivisessa arvioinnissa sekä adjuvanttihoitojen suunnitelussa

The effect of deamidation and lipids on the interfacial and foaming properties of ultrafiltered oat protein concentrates

The aim of this study was to investigate the air-water interfacial and foaming properties of oat protein concentrates produced by an enzyme-aided ultrafiltration method with and without deamidation. A further aim was to determine the role of polar and non-polar lipids at the air-water interface and in foams. The deamidated and ultrafiltered oat protein concentrate (DE-UF-OPC) exhibited higher surface tension compared to the ultrafiltered oat protein concentrate (UF-OPC). DE-UF-OPC had a significantly higher negative zeta potential value (−50 mV) compared to the UF-OPC (−38 mV) at pH 7.0. The higher net charge of the DE-UF-OPC may have decreased the equilibrium concentration of oat proteins at the interfacial layer due to higher repulsion between them. Both of the ethanol extracted OPCs exhibited higher surface tension values most likely due to the partial denaturation of albumins and/or globulins. Removal of the majority of non-polar lipids had no effect on the equilibrium surface tension of OPCs. DE-UF-OPC and UF-OPC exhibited some, but limited foaming ability. The removal of non-polar lipids significantly improved the foamability and stability of DE-UF-OPC and UF-OPC, but the removal of polar lipids only improved the foamability of DE-UF-OPC.Peer reviewe

Tekes projekti SuperMachines loppuraportti

Tutkimuksessa kerättiin best practice aineistoa ja kehitettiin internet alusta kerätyn aineiston tutkimiseen ja hakujen suorittamiseen. Aineisto löytyy internet osoitteesta: http://www.amcase.info/. Rekisteröitymällä kuka vain voi syöttää alustalle lisää aineistoa. Kappaleiden suunnitteluohjeet on julkaistu Suomen pikavalmistusyhdistyksen sivuilla: http://firpa.fi/html/am-tietoa.html. Ohjeesta löytyy mm. suositeltu minimi seinämänvahvuus, suositellun pienimmän yksityiskohdan koko, tyypillinen markkinoilta löytyvä rakennuskammin koko, sekä tyypilliset materiaalit. Valmiiden kokoonpanojen ja mekanismien suunnitteluun muodostettiin Objet 30 ja UPrint SE+ laitteelle ohjeistus josta löytyy pienin radiaalinen välys, aksiaalinen välys, sekä pienin rako riippuen rakennussuunnasta. Tutkimusprojektin aikana seurattiin alan teknologian kehitystä. Kahden vuoden aikana markkinoille ilmaantui noin. 50 uutta laitevalmistajaa, sekä noin 300 erilaista laitetta, sekä lukuisia materiaaleja. Merkittävimmät uudistukset listattiin ja pohdittiin mahdollisia kehityssuuntia. Kaikki uudet toimijat ja laitteet päivitettiin Firpan ylläpitämään tietokantaan: http://firpa.fi/html/am-tietoa.html. Markkinoilla on selvä suuntaus tuotantokomponenttien valmistamiseen, kotitulostimien hintojen laskemiseen, sekä isompien kappaleiden valmistamiseen. Muovilevy komponenttien muovaamista tutkittiin laserin ja alipaineen avulla DDShape laitteella. Laitteella onnistuttiin tekemään testikappaleita ja laitetta saatiin kehitettyä eteenpäin. Laitteiston kehittämiseksi ja kaupallistamisen tueksi Tekes on myöntänyt "Tutkimusideoista uutta tietoa ja liiketoimintaa" (TUTLI) rahoituksen. ISF mini projektissa onnistuttiin kehittämään edullinen pienten kappaleiden painomuovauskone. Samalla kartoitettiin laitteelle soveltuvat parametrit ja rajoitukset. Laseravusteisella muovaamisella päästään kuparilla isompaan seinämän kaltevuuteen ja pinnalaatu pysyy hyvänä. Teräksellä laserista ei ollut juuri hyötyä ja alumiinilla muovattavuus kyllä parani, mutta pinnalaatu huononi. AM kappaleiden viimeistelykoneistuksessa tutkittiin muovisten kappaleiden viimeistely jyrsimällä, sekä metallikappaleiden automaattista hiontaa. Jyrsinnässä vertailtiin eri menetelmillä tehtyjä kappaleita, sekä mitattiin kappaleiden mittatarkkuutta ja geometrisia toleransseja. Huonosta kotitulostimella tehdystä kappaleesta on vaikea saada hyvää kappaletta vaikka se viimeisteltäisiin koneistamalla. Suurimmat ongelmat liittyvät kappaleiden vääntymiseen johtuen lämpöjännityksistä valmistusprosessin aikana. Kappaleiden automaattisessa hionnassa parhaat tulokset saatiin DMLS kappaleille käyttämällä hionta-aineena teräshauleja ja pyörittämällä niitä hiottavat kappaleen kanssa rummussa. Ra arvo parani tällöin noin seitsemästä mikrometristä kolmeen mikrometriin

Data-driven comorbidity analysis of 100 common disorders reveals patient subgroups with differing mortality risks and laboratory correlates

The populational heterogeneity of a disease, in part due to comorbidity, poses several complexities. Individual comorbidity profiles, on the other hand, contain useful information to refine phenotyping, prognostication, and risk assessment, and they provide clues to underlying biology. Nevertheless, the spectrum and the implications of the diagnosis profiles remain largely uncharted. Here we mapped comorbidity patterns in 100 common diseases using 4-year retrospective data from 526,779 patients and developed an online tool to visualize the results. Our analysis exposed disease-specific patient subgroups with distinctive diagnosis patterns, survival functions, and laboratory correlates. Computational modeling and real-world data shed light on the structure, variation, and relevance of populational comorbidity patterns, paving the way for improved diagnostics, risk assessment, and individualization of care. Variation in outcomes and biological correlates of a disease emphasizes the importance of evaluating the generalizability of current treatment strategies, as well as considering the limitations that selective inclusion criteria pose on clinical trials.Peer reviewe