3D-печать в протезировании: революция в дизайне, преимущества и материальные инновации

3D-печать протезов — это использование 3D-принтеров для проектирования и создания искусственных, носимых частей тела, таких как ноги, руки и рук. Это относительно новый метод по сравнению с традиционным способом производства. Материалы, используемые для создания 3D-напечатанных протезов, доступны и лёгки, делая процесс подходящим для производства протезов и предоставляя благоприятную альтернативу для пациентов по всему миру.

Эта статья дальше обсудит 3D-печать в протезировании, как она используется, её историю, стоимость и преимущества.

Что такое 3D-печать в протезировании?

3D-печать протезов — это использование технологий аддитивного производства вместо традиционных вычитающих методов производства для создания искусственных частей тела. Эти части тела могли быть потеряны в результате травматических событий или врождённых расстройств (присутствующих при рождении). В некоторых случаях ампутационная операция может быть необходима, когда конечности жертвы или конечности сильно поражены болезнью, ведущей к их атрофии и разложению (гангрена). В любом случае, 3D-напечатанные протезы служат заменой для отсутствующих конечностей.

Для дополнительной информации см. наше руководство по 3D-печати.

Как 3D-печать используется в протезировании?

3D-печать доказала свою полезность в создании протезов по ряду причин. Использование 3D-печати для фабрикации протезов приводит к значительному сокращению времени производства, стоимости и веса протезов. Протезы, произведённые традиционными методами, требуют строгих процедур и дороги. Протез руки обычно стоит более $2000, и ампутированный может ждать длительные периоды (между 3–6 неделями) для производства и доставки. 3D-печать протезов, с другой стороны, доступна, имеет короткое время выполнения, и необходимые материалы легко доступны. 3D-напечатанная рука может стоить $395 и быть произведена за один день.

Когда был создан первый 3D-напечатанный протез?

Учёные и медики предпринимали усилия для создания 3D-напечатанных протезов с 1990 по 1999 год. Был прорыв, когда их исследование привело к созданию первых 3D-зубных имплантатов и органов. Однако 3D-напечатанные протезы рук, пальцев, кистей или ног всё ещё были предметом исследования. Наконец, в 2011 году был создан прототип 3D-напечатанного протеза руки.

Кто создал первые 3D-напечатанные протезы?

Американский художник Иван Оуэн создал первый 3D-напечатанный протез в 2011 году. 3D-напечатанный протез не было его первым творением — это была механическая рука. Он создал её для стимпанк-конвенции и опубликовал видео процесса изготовления онлайн. После другого сотрудничества с плотником-ампутированным, проект привлёк внимание матери. Её сыну нужна была искусственная рука, и протезы тогда были дорогими. Оуэн узнал о ней и попросил компанию-производителя 3D-принтеров пожертвовать два 3D-принтера. Его просьба была удовлетворена, и он создал первый 3D-напечатанный протез руки. Проблема того, что сын перерастёт протез, не была большой проблемой, потому что напечатанная рука позволяет масштабируемость.

Каковы самые распространённые 3D-напечатанные протезы?

Самые распространённые 3D-напечатанные протезы:

1. 3D-напечатанный протез руки: Протезы рук делаются для людей, потерявших конечность от запястья. E-nable prosthetics, ассоциация, надзирающая сеть мастеров, энтузиастов или гуманитариев, создают разные 3D-модели протезов рук. Некоторые из этих моделей печатаются и дарятся сотням людей по всему миру.
2. 3D-напечатанный протез руки (плечевая область): Протезы рук могут быть комбинацией кисти и предплечья, или кисти, руки и предплечья. Hero prosthetics признаны первыми клинически одобренными 3D-напечатанными протезами руки. Среди их функциональностей — «дай пять», захват, «большой палец вверх» и шаг. Он эстетично приятен и любим особенно детьми из-за разнообразия супер-геройских фигур, которые он представляет. Миоэлектрическая функциональность делает возможным для пользователя иметь определённый уровень контроля над своим 3D-напечатанным протезом руки.
3. 3D-напечатанный протез стопы: Протезы стоп позволяют пользователям ходить. Обычно делаются либо с эластичными конфигурациями пятки, либо с твёрдой подушкой пятки (SACH). Upya от Exoneo — доступный, динамичный и полностью биомеханический протез стопы, копирующий реальную анатомию пальцев, лодыжки и пятки. Это позволяет пользователям испытывать то же чувство, что и натуральная стопа.

Для дополнительной информации ознакомьтесь с нашим онлайн-сервисом 3D-печати для ваших потребностей.

Безопасно ли использовать 3D-напечатанные протезы?

Да, безопасно использовать 3D-напечатанные протезы, если соблюдены правильные спецификации и качество продукта. Прочность и качество материалов, используемых в процессе сборки, будут основой для измерения безопасности 3D-напечатанных протезов. Некорректные материалы обычно легко ломаются из-за их неспособности нести или удерживать вес пользователя.

Каковы преимущества 3D-напечатанных протезов?

Протезирование 3D-печатью предлагает много преимуществ по сравнению с его традиционным аналогом. Одно главное преимущество — опция масштабирования и выравнивания 3D-напечатанных моделей. Другие — стоимость и временная эффективность, которые оно предлагает, а также доступность материалов.

Каковы материалы, используемые в 3D-напечатанных протезах?

Материалы, используемые в 3D-напечатанных протезах — это те, что долговечны и лёгкие, такие как пластик. Как дополнительное преимущество, внутренняя структура состоит из лёгких материалов: углеродного волокна, титана или алюминия. Вес искусственного протеза в общем будет зависеть от типа протеза и составного материала. 3D-напечатанный протез выше колена весит около 1.54 кг, в то время как его традиционный аналог в среднем 3.62 кг.

Как долго служат 3D-напечатанные протезы?

Правильно изготовленный протез будет служить около 3–5 лет. Ребёнок, быстро растущий, однако, потребует замены время от времени. Это потому, что часть тела, к которой крепится предмет, переросла бы 3D-напечатанный протез.

Дороги ли 3D-напечатанные протезы?

Нет, 3D-напечатанные протезы не дороги — особенно по сравнению с традиционными протезами. Вы можете получить рабочий 3D-напечатанный протез за $395. Традиционные типы обычно продаются за тысячи долларов.

Сколько стоят 3D-напечатанные протезы?

3D-напечатанные протезы в общем рентабельны, но некоторые высококлассные дизайны дороги. 3D-напечатанный протез руки Hero, созданный Open Bionics, например, имеет ценовой диапазон $10,000–$20,000. Он немного дешевле традиционного бионического протеза руки, однако. Некоторые благотворительные организации, как Kinetic — основанная Мэтью Баутелл, и Free 3D Hands — раздавали бесплатные 3D-напечатанные протезы рук многим. Они также создали инструкции по сборке для тех, кто хочет создавать свои протезы дома.

Известный онлайн-маркетплейс для покупки 3D-напечатанных протезов — Indiamart.

Каково будущее 3D-напечатанных протезов?

3D-напечатанные протезы всё ещё на зачаточной стадии, но имеют большой потенциал. Однако может быть ошибочно предполагать, что технология полностью заменит свой традиционный аналог. Более того, главный фактор для рассмотрения — её принятие в медицинской отрасли. Первый 3D-напечатанный бионический рука клинически одобрен; как таковые, когда регуляторные органы проявят интерес и дадут своё одобрение, протезирование 3D-печатью станет более укоренившимся в обществе.

Отказ от ответственности

Контент, появляющийся на этой веб-странице, предназначен только для информационных целей. Xometry не даёт никаких представлений или гарантий любого рода, явных или подразумеваемых, касательно точности, полноты или достоверности информации. Никакие параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и типы материалов или процессы не должны выводиться как представительные того, что будет доставлено сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, запрашивающие котировки для деталей, несут ответственность за определение конкретных требований к этим деталям. Обратитесь к нашим условиям для получения дополнительной информации.