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淺析全球3D打印假體的研究和開發(fā)狀況

3D打印一直在不斷改變假體制造的面貌。該技術(shù)降低了假體的生產(chǎn)成本,讓其更易獲得,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了100%定制,加上柔性材料的使用,讓假體戴起來更舒適。此外,該技術(shù)還能很好調(diào)整假體,讓其適應(yīng)兒童不斷生長(zhǎng)的身體。


E-NABLE

世界上第一個(gè)3D打印機(jī)械手由Ivan Owen和來自南非的木匠Richard共同開發(fā)。當(dāng)時(shí),Richard正在尋求幫助一個(gè)名叫Liam的小男孩,Liam一出生右手上就沒有手指。在為L(zhǎng)iam開發(fā)第一個(gè)假手原型后,Owen意識(shí)到Liam正在迅速成長(zhǎng),因此他開始研究如何為L(zhǎng)iam3D打印假肢。 在學(xué)習(xí)3D打印機(jī)設(shè)計(jì)軟件和獲得兩臺(tái)3D打印機(jī)捐贈(zèng)之后,Owen和Richard3D打印出世界上第一個(gè)機(jī)械手,并將其送給了Liam。他們并沒有為這個(gè)設(shè)計(jì)申請(qǐng)專利,而是將其發(fā)布在了Thingiverse上,并希望其他人能夠打印和改進(jìn)該設(shè)計(jì)。Owen的設(shè)計(jì)不斷在人們的手中演變,最終e-NABLE社區(qū)成立。該社區(qū)是一個(gè)在線小組,在那里,成千上萬的人分享假肢設(shè)計(jì),并為“需要一個(gè)手”的人免費(fèi)3D打印它們。
可變阻抗假肢 在麻省理工學(xué)院(MIT)媒體實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)期間,MIT博士研究生David Sengeh致力于研究如何改進(jìn)假肢。在回到自己的非洲故鄉(xiāng),并訪問了許多使用假肢的人后,Sengeh發(fā)現(xiàn)人們沒在使用他們的假肢,因?yàn)閳?jiān)硬的材料和過度的壓力造成了四肢的不舒適。 為此,Sengeh發(fā)明了一種由多種材料制成的3D打印假肢插座,其構(gòu)造也有助于壓力釋放,從而增加舒適度。這種被稱為可變阻抗假肢(Variable Impedance Prosthetic,VIPr)的3D打印插座增加了插座舒適度,同時(shí)還保持了結(jié)構(gòu)完整性。通過3D打印插座,能實(shí)現(xiàn)高度的患者定制。
3D打印防護(hù)裝置 3D打印技術(shù)首次亮相NFL比賽現(xiàn)場(chǎng)是在超級(jí)碗(Super Bowl)50上。當(dāng)時(shí),卡羅萊納黑豹隊(duì)后衛(wèi)球員Thomas Davis在前一場(chǎng)比賽中摔斷了胳膊,但他發(fā)誓不會(huì)讓這種情況阻止他參加自己的一個(gè)超級(jí)碗,并為此尋求3D打印技術(shù)的幫助。 Whiteclouds和3D Elite為這名球員設(shè)計(jì)和打印一個(gè)定制的管套來支持將Davis摔斷的胳膊固定在一起的金屬板和螺絲。這是3D打印被用來改善人類身體能力的一個(gè)典型例子。
無限制的插座 插座的不舒適是假肢使用者普遍遇到的一個(gè)問題。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的插座是用單一的一塊塑料,根據(jù)使用者當(dāng)時(shí)的肢體情況模制而成的。這樣就產(chǎn)生了很大的問題,因?yàn)樵谝惶飚?dāng)中,肢體的體積和壓力是不斷變化的。 為此,舊金山公司LIM Innovations開發(fā)出一種用許多不同的部件制成的可調(diào)整插座,從而解決了上述問題。他們的3D打印產(chǎn)品被命名為Infinite Socket(無限制的插座),包括許多不同的扣環(huán)、帶子和減壓系統(tǒng),為假肢使用者提供全天候的舒適。
無肢體解決方案 一群來自中佛羅里達(dá)大學(xué)的在校生和畢業(yè)生成立了Limbitless Solutions,另一家正在擴(kuò)大3D打印對(duì)假體社區(qū)的影響力的公司。通過贊助和捐贈(zèng),該公司免費(fèi)為兒童提供3D打印仿生手臂。該公司先3D打印好假臂的每個(gè)部件,然后再用一個(gè)肌電圖傳感器系統(tǒng)來讓用戶能夠移動(dòng)手臂。隨著孩子的不斷成長(zhǎng),該公司能輕松3D打印替換零件,以讓假肢適應(yīng)兒童的生長(zhǎng)。

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