Me rritjen e printimit 3D, është plotësisht e mundur të printoni 3D protezën tuaj nga modelet që gjenden në bazat e të dhënave me burim të hapur.
Por këtyre modeleve u mungojnë ndërfaqet elektronike të personalizuara të përdoruesit, si ato që gjenden në protezat e kushtueshme dhe moderne.
Tani, një profesor i Virginia Tech dhe ekipi i tij ndërdisiplinor i studiuesve studentë universitarë kanë bërë përparime në integrimin e sensorëve elektronikë me proteza të personalizuara të printuara 3D - një zhvillim që një ditë mund të çojë në proteza më të përballueshme me energji elektrike.
Ky hulumtim i sapobotuar nga laboratori i Blake Johnson, një asistent profesor i Virginia Tech në inxhinierinë industriale dhe sistemesh, bëri një hap përpara në përmirësimin e funksionaliteteve të sistemeve të personalizuara të veshjes të printuara në 3D.
Duke integruar sensorë elektronikë në kryqëzimin midis një proteze dhe indit të përdoruesit, studiuesit mund të mbledhin informacion në lidhje me funksionin dhe komoditetin e protezës, siç është presioni në indin e përdoruesit, që mund të ndihmojë në përmirësimin e përsëritjeve të mëtejshme të këtyre llojeve të protezave.
Integrimi i materialeve brenda zonave të përshtatshme të protetikës së printuar 3D nëpërmjet një teknike printimi konform 3D, në vend të integrimit manual pas printimit, mund të hapë gjithashtu rrugën për mundësi unike në përputhjen e fortësisë së indit të përdoruesit dhe dhe integrimin e sensorëve në të ndryshme vendndodhjet nëpër ndërfaqen e përshtatjes së formës. Ndryshe nga printimi tradicional 3D që përfshin depozitimin e materialit në një mënyrë shtresë pas shtrese në një sipërfaqe të sheshtë, printimi konform 3D lejon depozitimin e materialeve në sipërfaqe dhe objekte të lakuara.
Sipas Yuxin Tong, një student i diplomuar në inxhinieri industriale dhe sistemesh dhe autori i parë i studimit të publikuar, qëllimi përfundimtar është krijimi i praktikave dhe proceseve inxhinierike që mund të arrijnë sa më shumë njerëz të jetë e mundur, duke filluar me një përpjekje për të ndihmuar në zhvillimin e një proteze për një person. adoleshent vendas.
"Shpresojmë që çdo prind të mund të ndjekë përshkrimin nga letra që botuam dhe të zhvillojë një dorë protetike të personalizuar me kosto të ulët për fëmijën e tij ose të saj," tha Tong.
Për të zhvilluar protetikën e integruar me sensorë elektronikë, studiuesit filluan me të dhënat e skanimit 3D, të cilat janë të ngjashme me marrjen e fotografive në kënde të ndryshme për të marrë formën e plotë të një objekti - në këtë rast, një myk i gjymtyrëve të adoleshentit.
Më pas ata përdorën të dhënat e skanimit 3D për të udhëhequr integrimin e sensorëve në zgavrën e përshtatur të formës së protezës duke përdorur një teknikë konform printimi 3D.
Procesi i zhvilluar nga ekipi hulumtues do t'i shërbejë aplikimeve të mëtejshme në mjekësinë e personalizuar dhe dizajnimin e sistemeve të veshjes.
“Personalizimi dhe modifikimi i vetive dhe funksionaliteteve të ndërfaqeve të sistemeve të veshur duke përdorur skanimin 3D dhe printimin 3D hap derën për projektimin dhe prodhimin e teknologjive të reja për ndihmën njerëzore dhe kujdesin shëndetësor, si dhe shqyrtimin e pyetjeve themelore që lidhen me funksionin dhe komoditetin e sistemeve të veshjes. ”, tha Johnson.
Hulumtimi i Johnson për duart protetike u frymëzua kur ai mësoi për vajzën e kolegut të tij, Josie Fraticelli, atëherë 12-vjeçare, e cila kishte lindur me sindromën e brezit amniotik. Ndërsa ishte në mitër, zhvillimi i dorës së saj ndaloi. Shiritat amniotikë të ngjashëm me vargun kufizuan rrjedhën e gjakut dhe ndikuan në zhvillimin e dorës së djathtë, duke shkaktuar mungesë formimi përtej nyjeve.
Johnson përdori ekspertizën e tij kërkimore të lidhur me prodhimin bio dhe një ekip studiuesish ndërdisiplinorë universitarë për të printuar 3D dorën bionike për Fraticelli që do të bëhej baza e kërkimit të publikuar tani.
Ndërsa punonin me Fraticelli-n, ata vazhduan të ndryshonin prototipin e protezës duke zhvilluar teknika të reja të prodhimit të aditivëve që do të lejonin një përshtatje më të mirë me pëllëmbën e Fraticelli-t, duke krijuar një pajisje protetike më të rehatshme dhe më të përshtatshme.
Ata vërtetuan se personalizimi i protezës rriti kontaktin midis indit të Fraticellit dhe protezës me gati katërfish në krahasim me pajisjet jo të personalizuara. Kjo zonë e rritur e kontaktit i ndihmoi ata të përcaktonin se ku të vendosnin grupet e elektrodave sensore për të testuar shpërndarjen e presionit, gjë që i ndihmoi ata të përmirësonin më tej dizajnin.
Eksperimentet e ndjeshmërisë u kryen duke përdorur dy proteza të personalizuara me dhe pa grupe elektrodash sensori. Duke kryer këto eksperimente me Fraticellin, ata zbuluan se shpërndarja e presionit ishte e ndryshme kur ajo relaksonte dorën kundrejt mbajtjes së dorës në një qëndrim të përkulur.
"Mospërputhja midis lëkurës së butë dhe ndërfaqes së ngurtë është ende një problem që do të zvogëlojë konformitetin," tha Tong. "Rremet e elektrodave sensore mund të hapin një zonë tjetër të re për të përmirësuar dizajnin e protetikës nga perspektiva e shpërndarjes së një ekuilibri më të mirë të presionit."
Në përgjithësi, Fraticelli mendon se proteza e re e personalizuar përmirëson nivelin e saj të rehatisë. Meqenëse dora e saj është e butë dhe e ndryshueshme në pozicione të ndryshme dhe materiali protetik është i ngurtë dhe i fiksuar, niveli i konformitetit mund të vazhdojë të ndryshojë.
Protezat e personalizuara kanë ende hapësirë për përmirësime dhe ekipi i Johnson do të vazhdojë të hulumtojë dhe zhvillojë teknika të reja në prodhimin e aditivëve për të bërë përmirësime në pajisjet bionike të veshura.
Ky hulumtim u mbështet nga Fondacioni Kombëtar i Shkencës (Divizioni i Arsimit Universitar) dhe nga Këshilli i Studentëve të Inxhinierëve të Virginia Tech; Programi Kërkimor Ndërdisiplinor i Inxhinierisë së Indeve Kompjuterike për Diplomim; dhe Instituti për Kreativitet, Arte dhe Teknologji.
Merrni lajmet më të fundit shkencore me buletinet falas të emailit të ScienceDaily, të përditësuara çdo ditë dhe javore. Ose shikoni burimet e lajmeve të përditësuara çdo orë në lexuesin tuaj RSS:
Na tregoni se çfarë mendoni për ScienceDaily - ne mirëpresim komente pozitive dhe negative. Keni ndonjë problem me përdorimin e faqes? Pyetje?
Koha e postimit: Prill-14-2019