來源/上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院、教育部數(shù)字醫(yī)學(xué)臨床轉(zhuǎn)化工程研究中心 戴尅戎 金屬3D打印輔具 陶瓷3D打印輔具 設(shè)計(jì)可能很昂貴,耶魯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)卻用3D打印、樹脂澆鑄和一點(diǎn)點(diǎn)的手工制作很容易就完成了?;旧?,他們用3D打印制造系列塑料手指兼制作樹脂模具。這些空心模具用樹脂澆鑄成型,然后固化和切割,從而制造出機(jī)械手的“肌腱”和指墊。 最終的結(jié)果是一系列多材料的手指,它們不僅強(qiáng)大而靈活,而且需要的緊固件和其它功能部件的數(shù)量是最少的。這些柔繩驅(qū)動(dòng)的手指能夠沿著物體的周圍自然地蜷縮,同時(shí)均勻地分配它的力量,就像一個(gè)真人的手那樣。手上的指墊也能輕松自如地拿起扁平或者很小的物體。
它的功能原理是這樣的:安裝在穿用者手臂上的肌電傳感器將信號(hào)發(fā)送到智能手機(jī)上,然后相應(yīng)的應(yīng)用程序在處理完這些信號(hào)之后,再將指令發(fā)送給handiii,由它來完成指定的動(dòng)作。 此外,handiii的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也很有特色,它僅需要一個(gè)馬達(dá)就能控制一根手指,即使這根手指包括了三個(gè)關(guān)節(jié),這個(gè)馬達(dá)位于整個(gè)手指的基部關(guān)節(jié)處。 用戶可以選擇不同的顏色,另外其手指是可以互換的,這意味著您可以為手指加上不同的外殼。也許您想要一個(gè)橡膠質(zhì)地的手指,或者為其中一根手指加上電子模塊,也許您只想改變手指的顏色。這些都很容易做到。 使用單腳淋浴這對(duì)于年紀(jì)大的患者來說是非常困難的一件事。超過一半的截肢患者的年齡都大于50歲,在淋浴的過程中出現(xiàn)摔倒以外對(duì)他們來說是足以致命的。Jeff Huber開始使用3D打印機(jī)測(cè)試各種各種各樣的塑料材料,包括聚碳酸酯、ABS和PLA。他最終找到了一種比較有希望的材料,但是發(fā)現(xiàn)它存在強(qiáng)度不足的問題。 因此,他為這種材料加入了一些傳統(tǒng)的工藝,具體就是先打印一層纖薄的塑料,然后在上面覆蓋碳纖維。生產(chǎn)的所有假肢都是為顧客量身定做的,而且最終的層壓工序需要兩小時(shí)的手工制作。盡管需要更多的人工制作時(shí)間,但是Jeff Huber采用的3D技術(shù)可以將這種假肢的成本削減為每個(gè)499美元。 Partha Unnava因?yàn)榇蚧@球弄傷了他的腳踝以后,他一整個(gè)夏天都與拐杖為伴,他知道這必須做出些改變。他經(jīng)歷過拄著拐杖時(shí)腋下的劇烈疼痛,也問過其他拄著拐杖時(shí)經(jīng)歷同樣了同樣問題的人,幾乎他問的每個(gè)人都抱怨了這個(gè)問題。在聽過這些抱怨后,他和他在兩個(gè)喬治亞理工學(xué)院(Georgia Tech)生物醫(yī)學(xué)工程讀書的伙伴——Andrew Varghese和Frankie Swindell,決定解決這個(gè)問題。 2013年五月,他們?nèi)齻€(gè)成立了一家名為Better Walk的公司,為了設(shè)計(jì)一個(gè)更加有效的拐杖,而這拐杖能通過用戶的手腕直接減少腋下的壓力。 市場(chǎng)上已經(jīng)有了高端生態(tài)友好型的拐杖,如Mobi和IWalk,它們的價(jià)格大約都為120美元,跟Better Walk提供的價(jià)格差不多,所以,是什么導(dǎo)致Better Walk跟這些產(chǎn)品不一樣呢? Better Walk的夢(mèng)想很大。公司的共同創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官Unnava說,希望公司能成為拐杖中的nike,他們也為這個(gè)概念帶來了3D打印技術(shù)。Unnava說,3D打印為創(chuàng)造原型節(jié)省了時(shí)間和成本,同時(shí)也幫助了他們測(cè)試和重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品,而且比用傳統(tǒng)方法要快得多。 “我們能夠創(chuàng)造出不同的迭代品的視覺上的演示,然后在我們的骨科醫(yī)生和物理治療師的意見下修改設(shè)計(jì),并在提出意見后的幾周之內(nèi),制作出更新版本,征求進(jìn)一步的反饋。”Unnava說。新的技術(shù)有助于Better Walk設(shè)計(jì)出與其他公司不同的產(chǎn)品。他們的拐杖,包括一個(gè)傾斜的手柄和一個(gè)附加的皮套,為手腕和前臂提供更多的支持。側(cè)接觸片是專為營(yíng)造一個(gè)更舒適的休息位置而設(shè)的。這讓用戶完全不需 目前,公司已經(jīng)完成了產(chǎn)品的開發(fā),并計(jì)劃準(zhǔn)備將產(chǎn)品在2014年推出市場(chǎng)。Partha說,六個(gè)矯形外科醫(yī)生已經(jīng)簽訂了拐杖的購(gòu)買意向書。然而傳統(tǒng)的拐杖在當(dāng)?shù)氐纳痰晔蹆r(jià)為32美元,Better Walk的3D打印拐杖售價(jià)則為120美元。但是Partha說這個(gè)裝置屬于前臂的報(bào)銷代碼,所以當(dāng)醫(yī)院購(gòu)買了它,他們就可以直接將拐杖給病人。要將任何重量放到腋下,讓他們的腋下可以完全擺脫疼痛。 為打造完全貼合的夾板,3D身體掃描儀首先會(huì)對(duì)病人的受傷區(qū)域進(jìn)行掃描,然后將數(shù)據(jù)傳送至制模軟件中。接著,制模軟件根據(jù)所接收的數(shù)據(jù),決定夾板的尺寸與形狀,并打印出夾板。最后,工作人員會(huì)在夾板上添加鎖定裝置與通風(fēng)孔。與此同時(shí),工作人員還會(huì)在病人受傷區(qū)域安裝低強(qiáng)度脈沖超聲波(LIPUS)骨骼刺激器裝置。夾板與低強(qiáng)度脈沖超聲波相互配合,能加速病人的痊愈。 據(jù)該產(chǎn)品的介紹,當(dāng)連接LIPUS骨骼刺激器裝置時(shí),這種骨科醫(yī)用夾板可以減少38%的療程,使非連接式骨折(即骨頭完全斷開)的愈合率上升到80%。然而,這種技術(shù)依然處于設(shè)計(jì)階段,還不知何時(shí)能夠投入應(yīng)用。Karasahin設(shè)計(jì)的骨科醫(yī)用敷料奪得冠雅國(guó)際大獎(jiǎng)的3D打印成形和產(chǎn)品設(shè)計(jì)類別獎(jiǎng)。 機(jī)器手臂3D Printed Magic Arms_zh-CN 專家簡(jiǎn)介 戴尅戎 中國(guó)工程院院士,骨外科學(xué)和骨科生物力學(xué)專家。1955年畢業(yè)于上海第一醫(yī)學(xué)院,1975年至今先后擔(dān)任上海第二醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院骨科主任、院長(zhǎng)等多項(xiàng)職務(wù),現(xiàn)任上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院終身教授、上海市關(guān)節(jié)外科臨床醫(yī)學(xué)中心主任、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院骨與關(guān)節(jié)研究所主任、數(shù)字醫(yī)學(xué)臨床轉(zhuǎn)化教育部工程研究中心主任兼3D打印技術(shù)臨床轉(zhuǎn)化研發(fā)中心主任、上海交通大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化基地主任。 在國(guó)際上首先將形狀記憶合金制品用于人體內(nèi)部,在步態(tài)和人體平衡功能定量評(píng)定、內(nèi)固定的應(yīng)力遮擋效應(yīng)、骨質(zhì)疏松性骨折、人工關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)研究與定制型人工關(guān)節(jié)、干細(xì)胞移植與基因治療促進(jìn)骨再生、3D打印技術(shù)在骨與關(guān)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用等方面獲創(chuàng)新性成果,獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步二、三等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。 先后當(dāng)選美國(guó)骨科學(xué)會(huì)通訊會(huì)員(當(dāng)時(shí)大陸惟一),國(guó)際髖關(guān)節(jié)學(xué)會(huì)正式會(huì)員(當(dāng)時(shí)中國(guó)惟一)。先后擔(dān)任世界華裔骨科學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、亞太人工關(guān)節(jié)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、世界多學(xué)科生物材料學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、世界內(nèi)固定(AO)基金會(huì)理事等。 |
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