• en
  • de
2020-08-31

Druk 3D w ortopedii – protezy i ortezy

Wydrukowanie produktów na drukarce trójwymiarowej nie jest już tylko zarezerwowane dla laboratoriów naukowych. Można kupić drukarkę do domowego użytku i korzystać z niej przy wydruku choćby zabawek dla swoich dzieci. Jednak druk 3D ma znacznie szersze zastosowanie, na co wskazuje jego wykorzystanie w medycynie, a zwłaszcza w ortopedii do produkcji zindywidualizowanych protez i ortez.

Etapy produkcji protez i ortez w druku 3D

Protezy kończyn drukowane z użyciem drukarki 3D, ortezy nadgarstka czy stawu kolanowego mogą powstawać szybko dzięki technologii addytywnej. Jednak przy produkcji takich rzeczy korzysta się także z inżynierii odwrotnej.

Powstawanie protezy 3D rozpoczyna się w specjalnym programie do modelowania 3D. Tam dopasowywane są poszczególne elementy protez i ortez. Później podlegają one drukowaniu 3D na drukarce o odpowiednich parametrach. Drukowanie 3d odbywa się etapowo, co oznacza, że proteza nie jest drukowana w całości, a powstają tak poszczególne elementy wymagające następnie złożenia w całość. Stworzenie jednej protezy jest czasochłonne, ale efekty pracy drukarki 3D są bardzo dobre.

Tania technologia – niski koszt drukowania 3D

Najbardziej zaawansowana proteza ręki, która przesyła sygnał z mięśni w przedramieniu do mechanizmu w palcach, aby proteza otwierała i zamykała dłoń, kosztuje kilkadziesiąt tysięcy złotych. Takie urządzenia pozostają poza zakresem możliwości wielu pacjentów. Jednak można stworzyć nowoczesną,  świetnie działającą protezę dzięki drukowaniu 3D. To tania technologia, jaka znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny.

Czytaj także: Druk 3D w medycynie

Czy to możliwe, że wykorzystanie drukowania 3D protez obniży koszty produkcji takich elementów o kilkaset procent? Potwierdza to przykład Jeremy'ego Simona z 3D Universe.  Stworzyli oni w ramach projektu open source protezę ręki – w pełni funkcjonalną i praktyczną. Co najważniejsze koszt jej wyprodukowania nie przekracza 50 dolarów.

Taka tania proteza została wydrukowana z ABS, dzięki czemu nawet gdyby jeden z jej elementów złamał się, można protezę naprawić – dodrukowując brakująca część. Trwają prace nad stworzeniem przy użyciu drukarki 3D ręki z nylonu, który jest bardziej wytrzymałym materiałem.

Protezy i ortezy produkowane indywidualnie

 Technologia przyrostowa wykorzystująca różne metody druku 3D pozwala na produkowanie dopasowanych indywidualnie protez i ortez. W Dubaju powstała pierwsza na świecie inteligentna fabryka ortez 3D, gdzie wykorzystywana ma być linia montażowa do produkcji addytywnej ortez i protez z wykorzystaniem technologii HP Multi Jet Fusion i Metal Jet. Produkcję wspierać będą roboty i technologia elektronicznej wymiany danych.

Grupa Jumbo współpracuje z Modern Bionic Limb Solution Medical Manufacturing w zakresie druku 3D, protez, ortez na kolano czy nadgarstek, szyn dłoni i nóg, nasadek itp.

Ortezy na kolana, nadgarstki i nie tylko

Technologia 3D znacznie uprościła proces prowadzący do opracowania implantów protetycznych, jak i skomplikowanych konstrukcyjnie ortez. W pełni dostosowane do potrzeb użytkowników ortezy stawu skokowego, ortezy nadgarstka, a nawet egzoszkielety produkowane są przyrostowo. Powstają w czasie o ponad 30 proc. krótszym w porównaniu z innymi technikami produkcyjnymi.

Czytaj także: Implanty 3D w służbie medycznej

Protezy nóg

W centrum druku 3D można wydrukować przy użyciu odpowiedniej, dopasowanej technologii nie tylko protezy rąk, ale i protezy nóg – do codziennego użytku oraz takie przeznaczone dla sportowców, które mają do spełnienia wiele różnych funkcji, m.in. muszą przenosić duże obciążenia, być aerodynamiczne i wytrzymałe. Oprogramowanie CAD pozwala na tworzenie cyfrowych projektów trójwymiarowych protez nóg, zaś drukarka 3D umożliwia ich wydrukowanie. Format STL w jakim zapisywane są takie projekty nadaje się do drukowania 3D w wielu drukarkach.