Production of accurate skeletal models of domestic animals using three‐dimensional scanning and printing technology

Abstract

Access to adequate anatomical specimens can be an important aspect in learning the anatomy of domestic animals. In this study, the authors utilized a structured light scanner and fused deposition modeling (FDM) printer to produce highly accurate animal skeletal models. First, various components of the bovine skeleton, including the femur, the fifth rib, and the sixth cervical (C6) vertebra were used to produce digital models. These were then used to produce 1:1 scale physical models with the FDM printer. The anatomical features of the digital models and three-dimensional (3D) printed models were then compared with those of the original skeletal specimens. The results of this study demonstrated that both digital and physical scale models of animal skeletal components could be rapidly produced using 3D printing technology. In terms of accuracy between models and original specimens, the standard deviations of the femur and the fifth rib measurements were 0.0351 and 0.0572, respectively. All of the features except the nutrient foramina on the original bone specimens could be identified in the digital and 3D printed models. Moreover, the 3D printed models could serve as a viable alternative to original bone specimens when used in anatomy education, as determined from student surveys. This study demonstrated an important example of reproducing bone models to be used in anatomy education and veterinary clinical training. Anat Sci Educ 11: 73-80. © 2017 American Association of Anatomists.

The applicability and efficiency of 3 dimensional printing models of hyoid bone in comparative veterinary anatomy education

“…The adverse effect of formaldehyde on all living (students, lecturer, environment etc.) was defined in Health Safety Authority and the dose limitation that could be used was considerably reduced (3,4,7). The other is the lack of educational materials in laboratory courses due to the high number of students (1,2).…”

<b>Avaliação comparativa dos detalhes anatômicos dos ossos do membro torácico do equino e de seus biomodelos produzidos por digitalização e impressão 3D</b>

“…Outras técnicas podem ser usadas para reconstruir modelos digitais, com o uso exames de imagem como ressonância magnética, raios-X de alta resolução e tomografia computadorizada (LI et al, 2017). No entanto, esses métodos de imagem podem apresentar um custo elevado e demandam um maior tempo para a aquisição das imagens.…”

“…Os scanners que fazem a captura tridimensional das imagens possuem uma capacidade para coletar dados rapidamente, de forma não invasiva e de baixo custo (LI et al, 2017).…”

“…Após o investimento apropriado em equipamento de digitalização e impressão os custos com a produção dos biomodelos tornam-se relativamente baratos (LI et al, 2017).Nesse trabalho a peça produzida com maior gasto foi o úmero e custou aproximadamente R$ 264,00, porém esse valor pode ser ainda bastante reduzido. Esse custo é decorrente ao modelo de impressora utilizado no estudo que opera com material de alto custo, porém atualmente já se encontram no mercado modelos com uma melhor relação custo benefício e com a mesma qualidade de impressão.…”

“…Resultados semelhantes foram obtidos em estudos que avaliaram a precisão do sistema de digitalização 3D (LI et al, 2017; THOMAS et al, 2016) As principais diferenças observadas foram em decorrência às dimensões das peças maiores que no momento da impressão foram produzidas em menor escala, como a escápula, o úmero o radio e a ulna. As cópias dos ossos menores como os ossos do carpo apresentaram discretas diferenças nas dimensões por suas margens se apresentarem mais arredondadas, no entanto, esses desvios não levam a quaisquer erros representacionais importantes entre os modelos produzidos e as peças originais.Os detalhes que não foram bem demonstrados das peças originais às réplicas digitais em 3D e impressas como, por exemplo, os formes nutrícios, também não puderem ser observados em outros trabalhos(LI et al, 2017; THOMAS et al, 2016) mas estes podem ser reproduzidos através do software de edição e serem demonstrados nos modelos digitais.As réplicas de osso grandes, que são maiores que a bandeja de impressão podem ser impressas em várias partes e posteriormente unidas não apresentando comprometimento visual das estruturas anatômicas(THOMAS et al, 2016) Em relação aos custos de produção das peças, conforme descrito em um estudo anterior, os gastos envolvidos na confecção das peças por impressão 3D ainda são menores se comparamos aos custos para produção de peças anatômicas através das técnicas realizadas nos laboratórios de anatomia ou se comprarmos peças plastinadas (HESPEL; WILHITE; HUDSON, 2014). Além dos modelos produzidos apresentarem detalhes anatômicos suficientes para fornecer uma alternativa como material de ensino.…”