隨著技術(shù)的進(jìn)步，3D打印假肢正變得越來越先進(jìn)，并針對特定類型的傷害和生活方式的需求量身定制。 新西蘭的一個(gè)研究小組最近啟動了一個(gè)重要的新項(xiàng)目，探索未來在假肢上3D打印的設(shè)計(jì)可能性，包括短期和長期。 在新西蘭人造肢體服務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)下，該研究項(xiàng)目與惠靈頓大學(xué)合作，也探索了將這些新發(fā)展?jié)摿υ谏虡I(yè)制造中實(shí)施的可能性。

該項(xiàng)目大致分為四個(gè)部分，每個(gè)部分涵蓋了不同的設(shè)計(jì)方向，假體可以在3D打印的幫助下進(jìn)入。 在短期內(nèi)，團(tuán)隊(duì)將在未來的12-18個(gè)月內(nèi)集中新的功能整流罩和新的插座設(shè)計(jì)。 在更長的時(shí)間內(nèi)，在未來7 - 10年內(nèi)，多密度足印和信息驅(qū)動的模型產(chǎn)生被視為可能性。

功能整流概念旨在尋找新的實(shí)際應(yīng)用和假肢的用途，而不僅僅是缺失肢體的替代品。 這可以改善許多被截肢者的生活，將被認(rèn)為是一種損失的東西轉(zhuǎn)化為潛在的東西，開辟一個(gè)更具創(chuàng)造性和實(shí)用性的空間，只有這些假肢使用者才能進(jìn)入。 該團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)運(yùn)動整流罩，舉一個(gè)特殊的假肢高爾夫球腿的例子。 這將有一個(gè)特殊的高爾夫球設(shè)計(jì)以及一個(gè)備用球和發(fā)球區(qū)域存儲。 也可能有特殊的兒童整理，創(chuàng)意設(shè)計(jì)，吸引他們的樂趣和想象力的感覺。

對于新的插座設(shè)計(jì)，可以根據(jù)不同時(shí)間的尺寸波動進(jìn)行調(diào)整，希望用戶穿上假肢不會比穿上鞋子更難。 奧克蘭生物工程學(xué)院與奧克蘭生物工程研究所聯(lián)手，借助3D打印技術(shù)，更好地了解這種個(gè)性化的可能性。 軟組織掃描可以生成患者肢體的精確體積網(wǎng)格，從而使技術(shù)人員能夠查看殘肢的哪些區(qū)域是寬容的或敏感的，哪些是硬的，什么是軟的。 這意味著他們可以更好地表達(dá)如何設(shè)計(jì)插座設(shè)計(jì)。 用ABS和更先進(jìn)的TPU材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，后者在材料性能方面更有前景，但是后處理時(shí)間長而不方便。

從長遠(yuǎn)來看，探索更便宜地生產(chǎn)目前昂貴的多密度足假體的方法。 3D打印的優(yōu)點(diǎn)之一是可以改變填充密度的方式以匹配期望的對象性能。這對于制造同時(shí)更堅(jiān)固和更靈活的假肢是有用的。為了解釋這個(gè)問題，團(tuán)隊(duì)引用了一位麻省理工學(xué)院的學(xué)生討論自然結(jié)構(gòu)的性質(zhì)：“大自然總是使用分級材料。骨，例如，由堅(jiān)硬，致密的外殼和海綿狀材料的內(nèi)部組成。它給你一個(gè)高強(qiáng)度重量比?！?/span>

在其他領(lǐng)域有很多多密度3D打印系統(tǒng)，而NZALS未來的方法可以從這些方面得到靈感，例如用于New Balance的Nervous Systems 3D打印中底技術(shù)或由Adidas使用的Materialise類似的系統(tǒng)。 3D打印TPU將成為多密度假體的發(fā)展方向，希望未來技術(shù)將會進(jìn)一步提高，以便于用這種材料打印。

假肢的信息驅(qū)動模型生成的未來應(yīng)該看到上述軟組織掃描的執(zhí)行，以及所謂的計(jì)算解剖運(yùn)動（Computational Anatomical Movement）。這使得掃描，跟蹤和視頻分析，使研究人員可以檢查每個(gè)肌肉的力量，以及特定的病人正在采取的步態(tài)和各種其他人體運(yùn)動因素，以創(chuàng)建一個(gè)更個(gè)性化的修復(fù)與改善舒適性和性能。

研究人員測試了Stratasys Fortus以及UpBox FDM機(jī)器，發(fā)現(xiàn)了每個(gè)機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。他們的結(jié)論是，最好的解決方案是使用在線3D打印服務(wù)，這可以提供更高效的打印與其專業(yè)知識和獲得各種技術(shù)。也建議選擇Shapeways，I.Materialise和Objective 3D。

根據(jù)NZALS首席執(zhí)行官肖恩·格雷（Sean Gray）的說法，新西蘭人是假肢技術(shù)發(fā)展的巨大天竺鼠，因?yàn)樗麄儍A向于測試肢體的極限，“人們把它們弄壞了，因?yàn)樗麄儼阉鼈兎旁诨┭ダ?。?。 NZALS與惠靈頓大學(xué)和其他機(jī)構(gòu)合作開展的工作顯示出了很大的希望，并且很快將會為那里和更遠(yuǎn)的截肢者帶來生活質(zhì)量的顯著改善。

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