Protetyk i symulator 3D wydrukowane mogą prowadzić do zoptymalizowanych urządzeń

W pracy zatytułowanej "Optymalizowanie sztucznej dłoni i symulatora 3D", autor Stephen Estelle omawia badanie użycia symulatora protetycznego kończyny górnej dla tych, którym nie brakuje kończyn - na przykład w szkołach lub placówkach badawczych. Nie ma znormalizowanego symulatora protetycznego dla tych urządzeń, mówi Estelle. Omawia zastosowanie drukowania 3D w celu modyfikacji istniejącego haka protetycznego Hosmer 5X przez dodanie nowo zaprojektowanych kratownic

"Aby dalej podnosić poziom satysfakcji z protez, specjaliści, którzy pomagają użytkownikom w zakresie protetyki, muszą mieć możliwość przetestowania, przeprojektowania i zoptymalizować protetykę dla swoich klientów ", stwierdziła Estelle. "Jeśli pojawią się problemy dla osób po amputacji, takie jak obfite pocenie się, a pracujący fachowcy mają najbardziej wydajną technologię, wtedy mogą wprowadzić nowe zmiany w protezie tak szybko, jak to możliwe. Jest to konieczne, aby konieczne zmiany w urządzeniach mogły być wykonane szybko, dokładnie i poprawnie. "

Priorytety dla użytkowników protetycznych, zgodnie z ankietą, obejmują:

Estelle 3D zeskanował istniejący protez Hosmer 5X Prothetic Hook, a następnie użył skanów do stworzenia modelu 3D, z którego wydrukował on kilka przeprojektowanych prototypów, mając na celu stworzenie protezy dobrze współpracującej z symulatorem.

"Kratownice na strona nowo zaprojektowanego modelu Hosmer 5X Hook została zainspirowana mostami i systemem kratownicy, który jest dla nich używany ", wyjaśnia. "Celem kratownicy jest zmniejszenie wszelkich form wypierania protezowego haczyka, a także rozproszenie stresu i napięcia, które proteza napotyka w urządzeniu w bardziej równomierny sposób. Kratownicę zaprojektowano w taki sposób, aby zredukować dowolny moment zginający lub skręcający w wyniku działania siły na czubku haka. W ten sposób proteza jest w stanie wytrzymać większe siły i zmniejszyć nagromadzenie maksymalnego naprężenia w pewnych miejscach. "

Estelle zaprojektowała także symulator protetyczny, który można przymocować do ramienia użytkownika, i małą próbkę populacja wolontariuszy uczestniczyła w badaniu z wykorzystaniem symulatora. Protetykę i symulatory wydrukowano w 3D na Stratasys F270 i replikatorze MakerBot w materiale PLA.

"Obie pozycje symulatora znajdowały się przed ręką i pod ręką, podczas gdy dwie różne protezy były oryginalną stalą nierdzewnąHosmer 5X Prothetic Hook i replika z nadrukiem PLA 3D ", kontynuuje Estelle. "Dwie protezy ważyły ​​odpowiednio 5,5 oz i 2,5 uncji, a jedyną różnicą jest materiał i dodatkowa śruba sześciokątna M12-1.25 podłączona do drukowanej repliki 3D."

Cztery grupy testowe:

Uczestnicy musieli wykonać "Test pudełkowy i blokowy", aby zmierzyć sprawność manualną za pomocą protez. Przed każdym uczestnikiem umieszczono pudełko z przegrodą pośrodku, z blokami po jednej stronie i pustą przestrzenią po drugiej. Uczestnicy musieli przesuwać jak najwięcej bloków z jednej strony na drugą w ciągu jednej minuty.

Uczestnicy noszący protezę 3D wydrukowali się nieco lepiej w teście niż ci, którzy noszą oryginał, prawdopodobnie dlatego, że Proteza z nadrukiem 3D była bardziej lekka. Również dolna pozycja protezowa mogła pozwolić użytkownikowi na szybsze dotarcie do bloków.

"Te wstępne testy przeprowadzone w tym badaniu nie tylko dały nam wgląd w położenie symulatora protetycznego i wybór materiału do protetyczny, pozwolił nam również lepiej zrozumieć przeprowadzanie bardziej dokładnych i niezawodnych testów, kiedy będziemy postępować dalej i kontynuować badania ", mówi Estelle. "W nadchodzących próbach zostanie dodany system śledzenia, który pomoże nam zrozumieć ruchy ciała, które idą w parze z położeniem symulatora i stosowanymi protezami."