|
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)計可能很昂貴,耶魯大學(xué)研究團(tuán)隊卻用3D打印、樹脂澆鑄和一點點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)動的手指能夠沿著物體的周圍自然地蜷縮,同時均勻地分配它的力量,就像一個真人的手那樣。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發(fā)送到智能手機上,然后相應(yīng)的應(yīng)用程序在處理完這些信號之后,再將指令發(fā)送給handiii,由它來完成指定的動作。 此外,handiii的驅(qū)動系統(tǒng)也很有特色,它僅需要一個馬達(dá)就能控制一根手指,即使這根手指包括了三個關(guān)節(jié),這個馬達(dá)位于整個手指的基部關(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)摔倒以外對他們來說是足以致命的。Jeff Huber開始使用3D打印機測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的手工制作。盡管需要更多的人工制作時間,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499美元。
Partha Unnava因為打籃球弄傷了他的腳踝以后,他一整個夏天都與拐杖為伴,他知道這必須做出些改變。他經(jīng)歷過拄著拐杖時腋下的劇烈疼痛,也問過其他拄著拐杖時經(jīng)歷同樣了同樣問題的人,幾乎他問的每個人都抱怨了這個問題。在聽過這些抱怨后,他和他在兩個喬治亞理工學(xué)院(Georgia Tech)生物醫(yī)學(xué)工程讀書的伙伴——Andrew Varghese和Frankie Swindell,決定解決這個問題。 2013年五月,他們?nèi)齻€成立了一家名為Better Walk的公司,為了設(shè)計一個更加有效的拐杖,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,它們的價格大約都為120美元,跟Better Walk提供的價格差不多,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)省了時間和成本,同時也幫助了他們測試和重新設(shè)計產(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,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)計出與其他公司不同的產(chǎn)品。他們的拐杖,包括一個傾斜的手柄和一個附加的皮套,為手腕和前臂提供更多的支持。側(cè)接觸片是專為營造一個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),并計劃準(zhǔn)備將產(chǎn)品在2014年推出市場。Partha說,六個矯形外科醫(yī)生已經(jīng)簽訂了拐杖的購買意向書。然而傳統(tǒng)的拐杖在當(dāng)?shù)氐纳痰晔蹆r為32美元,Better Walk的3D打印拐杖售價則為120美元。但是Partha說這個裝置屬于前臂的報銷代碼,所以當(dāng)醫(yī)院購買了它,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身體掃描儀首先會對病人的受傷區(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,工作人員會在夾板上添加鎖定裝置與通風(fēng)孔。與此同時,工作人員還會在病人受傷區(qū)域安裝低強度脈沖超聲波(LIPUS)骨骼刺激器裝置。夾板與低強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,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)計階段,還不知何時能夠投入應(yīng)用。Karasahin設(shè)計的骨科醫(yī)用敷料奪得冠雅國際大獎的3D打印成形和產(chǎn)品設(shè)計類別獎。
機器手臂3D Printed Magic Arms_zh-CN
專家簡介
戴尅戎 中國工程院院士,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、院長等多項職務(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,獲國家發(fā)明二等獎、國家科技進(jìn)步二、三等獎等多項獎勵。 先后當(dāng)選美國骨科學(xué)會通訊會員(當(dāng)時大陸惟一),國際髖關(guān)節(jié)學(xué)會正式會員(當(dāng)時中國惟一)。先后擔(dān)任世界華裔骨科學(xué)會會長、亞太人工關(guān)節(jié)學(xué)會會長、世界多學(xué)科生物材料學(xué)會副會長、世界內(nèi)固定(AO)基金會理事等。 |
|
|