Egzoszkielet z drukarki 3D – kolejny krok w stronę medycyny spersoanlizowanej

0

Już od dawna zalety druku przestrzennego wykorzystywane są w branży ortopedycznej, gdzie właściwa, idealnie dopasowań do anatomii pacjenta geometria wyrobu medycznego jest jednym z ważniejszych czynników, od którego zależy prawidłowy przebieg kuracji. Stabilizatory i egzoszkielety – zarówno pasywne jak i aktywne coraz częściej wykonywane są z wykorzystaniem technologii druku 3D oraz inżynierii odwrotnej dbając o jak najlepsze wytworzenie odpowiedniego kształtu dla konkretnego przypadku medycznego.

Temat egzoszkieletów poruszany jest też przez firmy z branży druku przestrzennego – również rodzime. Blisko rok temu we współpracy z polską firmą Sinterit powstał projekt egzoszkieletu ramienia, dedykowanego dzieciom cierpiącym na rdzeniowy zanik mięśni (SMA). Natomiast niedawno na łamach portalu mogliśmy czytać o BioNEEK czyli bionicznym egzoszkielecie kolana drukowanego z wysoko wytrzymałościowego materiału PEEK.

Urządzenie przeznaczone jest dla osób dotkniętych neurologicznym schorzeniu polegającym na porażeniu kończyn – egzoszkielet umieszczony zewnętrznie na kończynach pacjenta pomaga w wzmocnieniu siły mięśni poprzez symulowanie ich naturalnych ruchów.

Siatka uzyskana podczas skanowania ręcznym skanerem 3D

Specjaliści nadal jednak starają się tworzyć nowe konstrukcje, które mogą optymalizować wyniki klasycznej rehabilitacji – organizacja Robotics and MultiBody Mechanics Research Group (Uniwersytet Vrije w Belgii) przedstawiła aktywny egzoszkielet kończyn dolnych którego części zostały wykonane z wykorzystaniem technologii przyrostowych. Co więcej, w właściwym dopasowaniu go do anatomii pacjenta pomogła technologia skanowania 3D, starając się rozwiązać problem niewłaściwego dopasowania urządzenia do odbiorcy, które może powodować niechęć do jego użytkowania (szczególnie w przypadku najmłodszych).

Kevin Langlois, członek grupy badawczej wyjaśnia, że ogromnym wyzwaniem był stworzenie elementów, które pod wpływem siły poruszającej kończyną pozostaną na swoim miejscu i nie będą się przemieszczać. Dobranie właściwego kształtu i rozmiaru tych części (nie mogą uciskać, ale nie powinny również samoistnie zsuwać się) jest kluczowe w dalszym procesie rehabilitacji.

Wykonanie skanu zajmuje jedynie kilka minut

Zespół badawczy rozpoczął prace nad spersonalizowanymi egzoszkieletami blisko rok temu -wtedy prace zwąazane były przede wszystkim z optymalizacją napędów i sterowaniem robotem. Niedawno specjaliści zwrócili swoją uwagę w stronę ręcznych skanerów 3D, wychodząc z założenia, że zasada „one-size-fits-all”nie może być stosowana w tym przypadku.

Dane uzyskane w procesie skanowania pozwalają na wykonanie modelu, który następnie  jest drukowany przestrzennie na desktopowej drukarce FDM (Ultimaker 3). Dla członków zespołu jest to znaczna oszczędność czasu ale również kosztów, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej dokładności. Druk przestrzenny pomógł w spełnieniu głównego założenia projektu czy zmniejszenia ryzyka przemieszczania się części egzoszkieletu, co doprowadzi nie tylko do zwiększenia komfortu użytkowania, ale, jak zapewniają twórcy, do obiecujących rezultatów rehabilitacji.

Źródło: tctmagazine.com

Udostępnij.

O autorze

Magdalena Przychodniak

Redaktor Naczelna Centrum Druku 3D. Inżynier biomedyczny śledzący najnowsze doniesienia dotyczące biodruku oraz zastosowań druku przestrzennego w nowoczesnej medycynie.