美國學生開發出經濟實用的3D打印踝足矯形器
日前,美國Gonzaga大學的一群學生使用3D打印技術開發出了一種踝足矯形器(AFO),這種矯形器通常用來治療兒童的腳和踝關節損傷。常見的踝足矯形器一般要用4周才能制造出來,而這群大學生開發的這種只短短兩天即可制造完成。
因為每個人的腳踝各不相同,因此踝足矯形器一般需要根據患者的具體尺寸進行定制。傳統的踝足矯形器的制造過程比較復雜,通常要經過掃描、建模、真空熱成型和試穿等環節,這意味著整個制造過程往往需要4個星期才能完成,而且價格昂貴,需要2000美金左右。
針對這些痛點,位于美國華盛頓州Spokane的Gonzaga大學的一群學生想看看使用3D打印技術是否可以用來加快這一過程,并且降低成本。于是,在2015年底的時候,這個團都就聚在一起,試圖創建出一種簡單、方便的3D打印踝足矯形器,這種矯形器需要擁有最佳的結構和幾何形狀,以滿足患者對強度和舒適性的要求。據中國3D打印網了解,為此,開發人員首先用3D掃描儀來獲得患者腳部和踝關節的精確測量數據。然后,他們使用CAD軟件對掃描數據進行處理,創建出矯形器的3D模型。當然,這種矯形器將與患者腳和踝關節的形狀非常一致。另外,開發團隊還測試了幾種不同的3D打印材料(PLA、聚丙烯(PP)、碳纖維PLA、PETG和尼龍)。最終在3D打印服務提供商3D Platform的幫助下將其3D打印了出來。
“我們希望3D打印一個比較大的支撐(達18英寸),而且我們在研究這一支撐的最佳設計時需要用各種材料來打印。”該項目的參與者之一McKenzie Horner說:“3D Platform幫助我們解決了這個問題,他們提供了一臺通用的大尺寸3D打印機,使我們可以測試材料和打印AFO。于是,我們能夠立即打印出全尺寸的概念驗證,而且其開放平臺的軟件可以很容易地根據對患者腿部的3D掃描結果為3D打印做好準備。”
學生們的測試結果顯示,PLA和PETG是最適合用來3D打印踝足矯形器的材料,因為這兩種材料可以提供足夠的強度和舒適度,同時又能夠將成本維持在最低水平。而且,讓學生非常高興的是,制作這些PLA或PETG的支撐只需兩天時間,遠低于傳統上制造這樣一種裝置所需的4星期。每個踝足矯形器的打印時間是16個小時左右。除了降低材料成本之外,3D打印技術也有助于減少潛在的人力成本,因為它縮短或完全消除了該裝置制作過程中的幾個環節。
在成功完成了這個項目之后,Gonzaga大學的學生們計劃下一步繼續用3D打印開發經濟、高效的醫療解決方案。
(編譯自3Ders.org)
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