CASE STUDY: Druk 3D spersonalizowanych wkładek ortopedycznych na The Form 2

Chyba nikogo nie należy przekonywać, że druk 3D daje ogromne możliwości rozwoju rozwiązań z zakresu nowoczesnej medycyny – stopniowo zarówno lekarze jak i inżynierowie zaczynają dostrzegać potencjał drzemiący w tej technologii. Każde nowe doniesienie o praktycznym wykorzystaniu technologii addytywnych w służbie ludzkiego zdrowia napawa optymizmem, niezależnie czy dotyczy on optymalizacji jakości zabiegów czy późniejszej rehabilitacji.

W przeciągu ostatnich kilku miesięcy w świecie technologii przyrostowych coraz częściej (i głośniej) mówi się o wykorzystaniu druku 3D na potrzeby branży ortopedycznej – zarówno do tworzenia egzoszkieletów jak i specjalistycznych ortez. Jak się jednak okazuje, to jedynie kilka propozycji z szerokiego wachlarza zastosowań jaki proponuje druk 3D – kilka dni temu CadXpert przedstawił case study udowadniające, że nawet niewielki element wytworzony z wykorzystaniem technologii druku 3D może mieć ogromne znaczenie.

Nik jest siedmioletnim chłopcem, który urodził się z porażeniem mózgowym – jego schorzenie objawia się m.in. zaburzeniami podstawowych czynności motorycznych, takich jak chodzenie. W przypadku Nika szczególnie palącym problemem było niewłaściwe ustawianie stóp podczas chodzenia, czego długoterminową konsekwencją byłoby uszkadzanie innych stawów (m.in. kolanowych czy biodrowych).

Ze względu na nietypowy kształt małych stóp niemal niemożliwe było idealne dopasowanie ogólnodostępnej ortezy, a to właśnie ich optymalnie dopasowany kształt często przesądza o wynikach rehabilitacji. Dodatkowo, należało wziąć pod uwagę to, że dziecko ciągle rośnie, więc tworzenie pełnej ortezy o ściśle określonych rozmiarach byłoby rozwiązaniem krótkodystansowym, a jednocześnie kosztownym.

Skan odbywa się kiedy pacjent stoi na specjalnych poduszkach powietrznych, tak aby udało się uzyskać jak najbardziej dokładny wirtualny model jego stóp

Wtedy ojciec Nika zdecydował się podejść do całej sytuacji z nieco innej strony i zwrócił się w kierunku technologii przyrostowych, wierząc, że pozwoli im to na obniżenie czasu i kosztów produkcji. Zdecydował się na wykonanie spersonalizowanych wkładek, dopasowanych do indywidualnego kształtu stopy dziecka. Procedura zbierania danych do wydruków 3D, otrzymana metodą prób i błędów jest stosunkowo prosta – pacjent podczas skanowania 3D stoi na poduszkach powietrznych, przez co można zebrać dokładne dane o kształcie jego stóp. Następnie skany 3D są oczyszczane i scalane w specjalistycznym oprogramowaniu tak, aby otrzymać wirtualny model stóp i na jego podstawie wymodelować wkładkę ortopedyczną.

Stworzony model w formacie STL jest wytwarzany w technologii stereolitografii (SLA) na drukarce 3D Form 2 z trwałej żywicy Durable. Jak na razie, stworzono cztery prototypy wkładek ortopedycznych – technologia druku 3D dała możliwość sprawnej optymalizacji projektu i wykonanie go tak, aby dopasować do wymagań małego pacjenta.

Druk 3D spersonalizowanych wkładek ortopedycznych

Dzięki spersonalizowanym wkładkom chłopiec zaczął bardzo szybko robić postępy  w ciągu czterech ostatnich miesięcy udało mu się samodzielnie chodzić i jeździć rowerem. Jak mówi ojciec małego Nika, pierwsza wersja ortezy dała mu pewność siebie i ustabilizowała go, natomiast druga poprawiła ogólną płynność chodzenia. Następne okazały się niezastąpione w walce o lepszą postawę – dzięki czwartej wersji wkładki fizjoterapeutka mogła zastosować po raz pierwszy ćwiczenia, które wcześniej mogłyby szkodzić innym stawom chłopca.

Wkładki ortopedyczne dały chłopcu zupełnie inny komfort życia, pozwalając cieszyć się drobnymi czynnościami, które wcześniej były źródłem bólu.

Teraz ojciec Nika we współpracy z lekarzami stara się rozwijać projekt spersonalizowanych wkładek ortopedycznych, który może okazać się rozwiązaniem odpowiednim również dla innych pacjentów. Już teraz zespół pracuje nad wyrobami ortopedycznymi, które wspomogą także inne części ciała, np. ręce – obecnie trwają pierwsze testy wśród dzieci z różnymi wadami układu ruchu.

Więcej informacji znajdziecie na stronie oficjalnego dystrybutora urządzeń Formlabs – CadXpert.