​Mummies komen weer tot leven met een 3D-printer

We weten dat de toekomst vormgegeven gaat worden met 3D-printing, maar we kunnen het verrassend genoeg ook gebruiken om het verleden te onthullen. De Universiteit van Melbourne gebruikte een 3D-printer om het gezicht van een 2000 jaar oude Egyptische mummie te reconstrueren.

Niemand weet hoe de schedel van Meritamun, een jonge vrouw die in het oude Egypte leefde, terecht is gekomen op de Universiteit van Melbourne. Na jarenlang vergeten in de archieven te hebben gelegen, wist niemand meer waar zij vandaan kwam. Dr. Ryan Jefferies, de curator die haar ontdekte, was bang dat de overblijfselen langzaam van binnenuit aan het vergaan waren, maar zonder de juiste technologie was het onmogelijk om dit met zekerheid vast te stellen.

De schedel in kaart brengen

Met CT-scans werd de schedel binnenin duidelijk in beeld gebracht en zo bleek dat deze zich nog in uitstekende staat bevond. De resultaten tonen aan dat Meritamun, wat ‘geliefde van de god Amun’ betekent, midden twintig was toen ze overleed. Ze had tandabcessen, die het gevolg kunnen zijn van het eten van suiker of honing. Zwelling van het beenmerg suggereert dat de vrouw last had van bloedarmoede, wat veel voorkwam in die tijd en vaak werd veroorzaakt door malariaparasieten.

Het gezicht reconstrueren

Hoewel de beelden van de CT-scan veel onthulden, leverden ze niet het complete beeld. Het onderzoeksteam wilde weten hoe de vrouw eruitzag toen ze nog leefde en besloot een 3D-printer in te zetten om hierachter te komen.

Toen ze eenmaal voldoende CT-scans hadden gemaakt, gebruikten de onderzoekers een 3D-printer van Ultimaker om een replica van de gebalsemde schedel in het verband te maken. Met deze geprinte schedel als basis, begon de gespecialiseerde beeldhouwster Jennifer Mann aan de reconstructie van Meritamun’s gezicht.

De 3D-print workflow

De CT-scans leverden meer op dan alleen informatie over de botten. Ook het zachte weefsel, het kraakbeen en de verbanden werden in beeld gebracht. Om alleen de informatie over het bot naar boven te halen, moesten de onderzoekers de scans op de juiste dichtheid instellen. Toch bevatten de 3D-bestanden nog altijd een aantal andere materialen en deze werden verwijderd in Blender. Het schedelmodel werd in tweeën gesplitst voor een optimale printkwaliteit.

Er werden vrij algemene Cura-instellingen gebruikt om de print te maken en er werd geprint met een standaard nozzle (0,4 mm), zonder al te hoge resolutie, om de resolutie van de CT-scan niet te overschrijden en de toch al vrij lange afdruktijd van 140 uur niet nog langer te maken. De meeste aanpassingen in Cura hadden te maken met het ondersteuningsmateriaal dat werd gebruikt voor de schedel en in het bijzonder de oogkassen. Tot slot werd de grootte van de schedel vergeleken met de oorspronkelijke CT-scans en historische gegevens over de maten van Egyptische schedels.

Nadat de schedel geprint was, kon de reconstructie van het gezicht beginnen. Met zeer geavanceerde techniek werden kunststof fiduciaire markers geplaatst, om aan te geven waar het weefsel dikker of dunner zou kunnen zijn, gebaseerd op gemiddelde bevolkingsgegevens. Het team moest vervolgens een gefundeerde schatting maken over de vorm van de neus, gebaseerd op de grootte van de neusholte. Tot slot werden haar, pigmentatie en make-up aangebracht, voor een gedetailleerd beeld van hoe de jonge Egyptische vrouw eruit zou hebben gezien.

Het verleden tot leven wekken

Zonder CT-scans en 3D-printing, zouden de onderzoekers de verbanden van haar gezicht hebben moeten halen om te zien wat zich eronder bevond, wat de mummie vrijwel zeker beschadigd zou hebben en haar overblijfselen zou hebben ontheiligd. Dankzij deze technologieën kon de schedel van een vrouw die minsten twee millennia geleden leefde, worden gerepliceerd, zonder dat de verbanden verwijderd hoefden te worden.

Mann wijst er zelf op dat alle reconstructies benaderingen zijn en niet moeten worden gezien als nauwkeurige representaties. Haar werk aan de schedels van moordslachtoffers bleek in het verleden echter bijzonder accuraat te zijn, wat erop kan wijzen dat het gereconstrueerde gezicht van Meritamum dat ook is.

“Het is een enorm bevredigend proces om de schedel van CT-data op een scherm tot een tastbaar object te maken, dat we kunnen aanraken en onderzoeken,” stelt imaging-technoloog Gavan Mitchell, in de universiteitskrant. “Door haar te reconstrueren, gaven we haar iets van haar identiteit terug,” voegt Janet Davey, de forensisch egyptoloog die met het team samenwerkte daaraan toe.

De reconstructie van haar gezicht is de eerste stap in het onderzoek naar hoe Meritamum leefde. Volgens Dr. Varsha Pilbrow, biologisch antropoloog bij de afdeling voor anatomie en neurowetenschappen aan de universiteit, kunnen studenten aan de hand van Meritamum leren hoe populaties beïnvloed kunnen worden door hun omgeving. Er valt meer te lezen over het ontrafelen van het verleden van Meritamum op de website van de Universiteit van Melbourne.

Deze blogpost is geschreven door Caspar de Vries van Ultimaker.

[Afbeelding © your123- Fotolia]