医疗及牙科

戴森获奖矫形器可对抗脑瘫儿童的高张力

一种3D打印的矫形器能够抵消脑瘫儿童高张力的负面影响,赢得了全国性的奖项詹姆斯·戴森奖.

开发人安特卫普大学学生Mano Balliu,曼尼弗勒是一种动态矫形器,可使用多射流融合(MJF)3D打印技术在TPU中完全定制。该矫形器旨在克服传统矫形器在定制水平和材料特性方面的诸多限制,特别关注脑瘫儿童上肢痉挛问题。

虽然印刷工艺在未来需要进一步发展,但它的潜力已经得到了詹姆斯戴森奖的认可,并因其首次应用获得了比利时国家奖。

三维打印在骨科中的应用

在矫形部门内,许多传统方法用于生产定制骨科产品,但公司越来越多地希望利用添加剂制造的益处为其生产技术。因此,许多公司使用3D打印来产生矫形器,以缩短这些设备的制造时间,并提高定制和准确性。

过去,3D印刷矫形器有帮助了一个少女游泳者恢复在经历了中风和部分瘫痪之后防止危及生命的足溃疡在糖尿病患者。研究人员弗赖堡大学斯图加特大学最近在这一领域也取得了突破,开发了一种新方法4D打印可穿戴医疗设备,例如矫形夹板,其自适应患者的解剖学。

3D打印矫形已经被认可的各种奖项在过去,与安迪奥是一家专业从事3D印刷矫形器的英国Medtech公司,正在加冕伦敦最具创新性的科技公司2019年,和HKK仿生学仿生手矫形器(Exomotion hand One)获得世界第二名FormNext 2020 Purmundus挑战.

佩戴3D打印ManiFlex矫形器的儿童。照片通过马诺·巴利乌/詹姆斯·戴森奖拍摄。
佩戴3D打印ManiFlex矫形器的儿童。照片通过马诺·巴利乌/詹姆斯·戴森奖拍摄。

发展方法

脑瘫患者中常见的一种症状是肌张力过高,导致手臂或腿僵硬,难以移动。目前,有两种类型的矫形器用于治疗脑瘫儿童上肢张力过高,其中一种是静态矫形器,可阻止痉挛力,因此会困住患者并引起高压,进而导致疼痛。第二个矫正器部分是动态的,但是依靠沿手腕放置的昂贵专利铰链。

在认识到传统矫形器对抗高张力有各种缺点后,Balliu试图设计和原型一种新的功能,可定制的使用3D打印的矫形器,用于患有这种疾病的儿童的上肢。

该公司的设计是由一名骨科技术人员制造的,他可以对患者的手臂和手进行3D扫描,然后将其上传到3D打印软件平台。在这里,可以根据3D扫描的临床数据和患者的意愿,充分个性化矫形器。矫形器可以在TPU中使用熔融沉积建模(FDM)和MJF 3D打印机进行3D打印。

Balliu选择TPU作为ManiFlex的印刷材料,因为TPU具有独特的机械性能,由于壁厚的变化,TPU既具有柔性又具有刚性。使用TPU可以用弯曲点取代矫形器上的传统机械铰链,还可以通过调整其厚度来实现特定阻力。TPU也是多孔的,适合皮肤接触。

在设计过程中,Balliu开始探索使用TPU进行MJF 3D打印,并对TPU如何替换或改进矫形器内的铰链、缓冲、支撑、有限移动、闭合和填充进行了广泛的原型研究。作为这项研究的结果,Balliu意识到他可以设计一种动态矫形器来改善患者的有限运动。

他从手指段的迭代设计开始,手指段是手部功能的最关键要素,然后移动到矫形器底座、手部其他关节(如手腕)和装置的闭合机构。因此,ManiFlex允许所有关节运动,每个单独的关节接受特定的阻力,以允许患者在适应患者痉挛的同时执行功能性任务。

3D打印的流形矫形器。照片通过Mano Balliu / James Dyson奖。
3D打印的流形矫形器。照片通过Mano Balliu / James Dyson奖。

ManiFlex的未来

虽然国家詹姆斯·戴森奖是对矫形器潜力的重大认可,但印刷工艺仍有待进一步发展。巴利乌说,目前,必须考虑印刷方向,经常会发生意外破损生命值路博润公司我们正在努力解决这个问题。

一旦熨烫,Balliu就会看到透明产品,这既具有坚固且耐用的产品。虽然目前不可能着色矫形器,但有未来的计划。Balliu还计划在完全开发材料后用TPU取代矫形器的Velcro带。

手段是一种动态矫形器,允许有限的运动。照片通过Mano Balliu / James Dyson奖。
手段是一种动态矫形器,允许有限的运动。照片通过Mano Balliu / James Dyson奖。

Dyson奖获得者在AM

James Dyson奖是一项国际设计奖,旨在“庆祝,鼓励和激励”下一代设计工程师。过去的一些3D印刷项目已被詹姆斯戴森奖,包括廉价的3D印花上身外骨骼称为泰坦臂,一个能够的3D打印机为烧伤患者打印新皮肤,及一双3D打印生物降解训练器.

最近,一种由康普茶废料制成的替代木材,叫梨,赢得今年的美国国家詹姆斯Dyson奖。Pyrus背后的想法是取代从雨林等雨林中消失的异国情调的树林,该项目正在寻求利用3D打印来扩大生产。

一系列珠宝,功能吉他镐和由Pyrus木材制成的山雀。照片通过James Dyson奖。
一系列珠宝,功能吉他镐和由Pyrus木材制成的山雀。照片通过James Dyson奖。

订阅3D打印行业通讯对于添加剂制造的最新消息。您还可以通过以下方式保持联系推特喜欢我们脸谱网。

寻找添加剂制造业的职业?访问3D打印作业行业中的角色选择。

订阅我们的YouTube频道有关最新的3D打印视频短路,评论和网络研讨会重播。betway必威手机版登录

特色的图像显示佩戴3D打印ManiFlex矫形器的儿童。照片通过马诺·巴利乌/詹姆斯·戴森奖拍摄。

没有新的文章