Australijskie badania naukowców Wykonalność protez kostkowych i stóp z nadrukiem 3D dla funkcji i wygody

Badając wykonalność niestandardowych wydrukowanych w 3D AFO, zespół ocenił właściwości biomedyczne i wyniki, porównując poziom dopasowania i komfortu. Zastosowano jedenaście różnych badań, a naukowcy pracowali nad stworzeniem bardziej lekkich, elastycznych i łatwych w użyciu AFO. Takie urządzenia są zazwyczaj przepisywane dzieciom i osobom dorosłym w takich warunkach, jak:

Historycznie, AFO były źle dopasowane i niewygodne, pomimo ich zamierzonego zastosowania, aby pomóc pacjentom w ogólnym chodzeniu, eliminując potknięcia i upadki i pomaganie w równowadze. Naukowcy twierdzą, że dzieci, kobiety i osoby żyjące samotnie w domu wydają się być najbardziej nieszczęśliwe w tradycyjnych AFO.

"... wiele dzieci i osób dorosłych z zaburzeniami mięśniowo-szkieletowymi i nerwowo-mięśniowymi nie nosi ich przepisanych AFO, a zamiast tego wykorzystywać strategie kompensacyjne podczas chodu, mimo że są one fizjologicznie nieefektywne i potencjalnie szkodliwe "- stwierdzili naukowcy. "Dlatego wielu użytkowników decyduje się na noszenie swoich urządzeń tylko wtedy, gdy ich stan staje się poważny, nawet jeśli wcześniejsze użycie AFO może przynieść znaczące korzyści kliniczne."

Orteza stopy jest zwykle wykonywana z tynku w Paryżu. Następnie na modelu dodatnim tworzy się próżnia termoplastyczna z polipropylenem. W tej technice ręcznej stosuje się obszerne przetwarzanie końcowe, które nie tylko jest pracochłonne, ale również ograniczone w zakresie opcji dla pacjentów, jest kosztowne i może zająć dużo czasu, zanim pacjenci otrzymają swoje urządzenia. Drukowanie 3D w porównaniu może być wykładniczo szybsze, bardziej przystępne, całkowicie cierpliwe pod względem dopasowania i oferować więcej opcji.

"Nowatorskie wydrukowane AFO dla konkretnego pacjenta mogą mieć dramatyczny wpływ na zadowolenie pacjentów , przestrzeganie stosowania AFO i ogólne wyniki związane ze zdrowiem "- stwierdzają badacze.

Uczestniczyło w nim trzydzieści dwie osoby dorosłe, w wieku od 21 do 68 lat.

" Cztery z jedenastu badań zostały przeprowadzone na populacjach pacjentów, w tym jednostronnym spadku stopy ze względu na osłabienie grzbietu i udaru mózgu, porażenie mózgowe, przepuklinę L5, zatrucie tlenkiem węgla i uraz mechaniczny, zespół post-polio, uraz i porażenie mózgowe oraz embolektomię. Sześć badań zwerbowało zdrowych uczestników, a jedno badanie nie zgłosiło ani nie oceniło AFO u żadnego z uczestników (tylko testy laboratoryjne).

W dziesięciu badaniach analizowano dynamiczny pasywny AFO (opierając się na właściwościach materiału i cechy fizyczne do ustalenia funkcjonalnościcechy takie jak zginanie lub sztywność rotacyjna) były możliwe, podczas gdy inne badania zintegrowały wydrukowane części 3D z materiałami "z półki" w celu uzyskania "wytrzymałej sztywności".

"W innym badaniu wykonano segmentowany AFO składający się z 3D drukowana sekcja łydek i stóp oraz centralna wymienna sprężyna z włókna węglowego "- stwierdzili naukowcy. "Podobnie, w innym badaniu zintegrowano dostępny na rynku metalowy zawias, który jest również w stanie dostosować sztywność AFO do wydrukowanego przegubowo AFO 3D."

"Inne projekty obejmowały również AFO z wydrukowanym 3 mm cielakiem i sekcja stóp połączona z dwoma prętami z włókna węglowego i drukowane urządzenie 3D wspierające kostkę i stopę oraz zabezpieczone sznurowadłami. Jedyne badanie, które nie wytworzyło dynamicznego pasywnego AFO, wykorzystało druk 3D do stworzenia sztywnego (stałego) AFO, jednak nie wykonano żadnych testów na wyprodukowanym AFO. "

W badaniach wykorzystano druk 3D SLS , z szerokim zakresem różnych materiałów, od nylonu do żywic, do fotopolimerów epoksydowych. Oceny pacjentów obejmowały to, jak dobrze byli w stanie chodzić, jak wygodne były AFO, dokładność w wytwarzaniu i właściwości mechaniczne. Odkryli "znaczące różnice" w zakresie ruchu kostki, porównując tradycyjne AFO i AFO SLS, ponieważ AFO z SLS wykazywały mniejszy zakres ruchu.

"Znacznie zmniejszona zgięcie podeszwowe podczas wczesnej fazy postawy obserwuje się między warunkami sztywności, a wyższym ustawieniem sztywności, co pozwala na minimalną liczbę zgięć podeszwowych "- stwierdzili naukowcy. "Sugerowali, że dostosowywanie sztywności AFO do SLS może zapewnić wsparcie dostosowane do różnych czynności w sposób, w jaki tradycyjne AFO nie są w stanie zaoferować."

W analizie chodu porównywano również poliuretan FDM AFO dokręcany butem sznurowadła do tradycyjnie wyprodukowanego sztywnego polipropylenu AFO u jednego uczestnika:

"Stwierdzili, że oba AFO podobnie poprawiły czasowe parametry przestrzenne w porównaniu do chodzenia boso. Jednak dane kinematyczne kostki pokazały, że tradycyjny AFO był bardziej skuteczny w podtrzymywaniu zgięcia grzbietowego kostki podczas obrotu w porównaniu z wydrukowanym AFO 3D. Autorzy sugerują, że ten wydrukowany w 3D AFO powinien być zaprojektowany w bardziej zginanie grzbietowe, aby zrekompensować rozciąganie się AFO podczas noszenia. Jest to jednak prawdopodobnie spowodowane projektowaniem wydrukowanego w 3D AFO, który został opracowany raczej jako orteza ponadbolarowa, a nie jako AFO jakourządzenie tylko otaczało kostkę i nogę, a nie dolną nogę. "

W końcu zespół odkrył, że ogólnie wydrukowane AFO są tak samo dobrej jakości jak ich konwencjonalnie wykonane odpowiedniki. Stwierdzono, że mechaniczna sztywność i rozpraszanie energii drukarek AFO wydrukowanych w 3D są podobne, ale badacze zauważyli, że rozmiary próbek były niewielkie i "jakość badania była ogólnie niska."

"Wykorzystanie drukowania 3D do produkcji AFO wydaje się mieć wiele potencjalnych korzyści w porównaniu z tradycyjnymi metodami, w tym opracowywanie nowatorskich projektów, które optymalizują sztywność i rozpraszanie energii, poprawiają biomechanikę chodzenia, komfort i dopasowanie "- podsumował zespół.