3D baskının büyümesiyle, açık kaynaklı veritabanlarında bulunan modellerden kendi protezinizi 3D olarak basmak tamamen mümkün.
Ancak bu modeller, pahalı, son teknoloji protezlerde bulunanlar gibi kişiselleştirilmiş elektronik kullanıcı arayüzlerinden yoksundur.
Şimdi, bir Virginia Tech profesörü ve onun disiplinler arası lisans öğrencisi araştırmacı ekibi, elektronik sensörleri kişiselleştirilmiş 3D baskılı protezlerle entegre etme konusunda ilerleme kaydetti - bir gün daha uygun fiyatlı elektrikle çalışan protezlere yol açabilecek bir gelişme.
Virginia Tech'de endüstri ve sistem mühendisliğinde yardımcı doçent olan Blake Johnson'ın laboratuvarında yeni yayınlanan bu araştırma, 3D baskılı kişiselleştirilmiş giyilebilir sistemlerin işlevlerini geliştirmede bir adım ileri gitti.
Araştırmacılar, bir protez ile kullanıcının dokusu arasındaki kesişme noktasına elektronik sensörleri entegre ederek, protezin işlevi ve konforu ile ilgili, örneğin kullanıcının dokusundaki basınç gibi, bu tür protezlerin daha fazla yinelenmesini geliştirmeye yardımcı olabilecek bilgiler toplayabilirler.
Materyallerin, baskıdan sonra manuel entegrasyon yerine, 3B baskılı protezlerin form-uyumlu bölgelerine uyumlu bir 3B baskı tekniği ile entegrasyonu, kullanıcının dokusunun sertliğini eşleştirmede ve farklı sensörleri entegre etmede benzersiz fırsatların önünü açabilir. form uydurma arayüzü boyunca konumlar. Malzemeyi düz bir yüzey üzerine katman katman şekilde yerleştirmeyi içeren geleneksel 3D baskıdan farklı olarak, konformal 3D baskı, malzemelerin kavisli yüzeyler ve nesneler üzerinde biriktirilmesine izin verir.
Bir endüstri ve sistem mühendisliği yüksek lisans öğrencisi ve yayınlanan çalışmanın ilk yazarı olan Yuxin Tong'a göre, nihai hedef, bir kişi için bir protez geliştirmeye yardımcı olmakla başlayarak, mümkün olduğunca çok kişiye ulaşabilecek mühendislik uygulamaları ve süreçleri oluşturmaktır. yerel genç.
Tong, "Umarım her ebeveyn, yayınladığımız makaledeki açıklamayı takip edebilir ve çocuğu için düşük maliyetli kişiselleştirilmiş bir protez el geliştirebilir" dedi.
Elektronik sensörlerle entegre protezleri geliştirmek için araştırmacılar, bir nesnenin tam biçimini elde etmek için çeşitli açılardan fotoğraf çekmeye benzer 3D tarama verileriyle başladılar - bu durumda, gencin uzuvunun bir kalıbı.
Daha sonra, uyumlu bir 3D baskı tekniği kullanarak sensörlerin protezin form-uyumlu boşluğuna entegrasyonunu yönlendirmek için 3D tarama verilerini kullandılar.
Araştırma ekibi tarafından geliştirilen süreç, kişiselleştirilmiş tıpta ve giyilebilir sistemlerin tasarımında daha ileri uygulamalara kendini ödünç verecek.
Giyilebilir sistem arayüzlerinin özelliklerini ve işlevlerini 3D tarama ve 3D baskı kullanarak kişiselleştirmek ve değiştirmek, insani yardım ve sağlık hizmetleri için yeni teknolojilerin tasarımına ve üretilmesine ve giyilebilir sistemlerin işlevi ve rahatlığıyla ilgili temel soruların incelenmesine kapı açıyor. "dedi Johnson.
Johnson'ın protez ellerle ilgili araştırması, meslektaşının amniyotik bant sendromu ile dünyaya gelen 12 yaşındaki kızı Josie Fraticelli'yi öğrendiğinde ilham aldı. Anne karnındayken elinin gelişimi durdu. İp benzeri amniyotik bantlar kan akışını kısıtladı ve sağ elin gelişimini etkileyerek eklemlerin ötesinde oluşum eksikliğine neden oldu.
Johnson, katkı maddesi biyo-üretimindeki ilgili araştırma uzmanlığını ve disiplinlerarası lisans araştırmacılarından oluşan bir ekibi, şimdi yayınlanan araştırmanın temeli olacak Fraticelli için biyonik eli 3D olarak yazdırmak için kullandı.
Fraticelli ile çalışırken, Fraticelli'nin avucuna daha iyi oturmasını sağlayacak yeni eklemeli üretim teknikleri geliştirerek prototip protezi değiştirmeye devam ettiler ve daha rahat, forma uyan bir protez cihazı yarattılar.
Protezin kişiselleştirilmesinin, kişiselleştirilmemiş cihazlara kıyasla Fraticelli'nin dokusu ile protez arasındaki teması yaklaşık dört kat artırdığını doğruladılar. Bu artan temas alanı, basınç dağılımını test etmek için algılama elektrot dizilerinin nereye yerleştirileceğini belirlemelerine yardımcı oldu ve bu da tasarımı daha da geliştirmelerine yardımcı oldu.
Algılama deneyleri, elektrot dizileri olan ve olmayan iki kişiselleştirilmiş protez kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Fraticelli ile bu deneyleri yürüterek, elini gevşettiğinde ve elini bükük bir duruşta tuttuğunda basınç dağılımının farklı olduğunu buldular.
Tong, "Yumuşak cilt ve sert arayüz arasındaki uyumsuzluk, uygunluğu azaltacak bir sorun olmaya devam ediyor" dedi. "Algılayıcı elektrot dizileri, daha iyi bir basınç dengesi dağıtma perspektifinden protez tasarımını geliştirmek için yeni bir alan açabilir."
Genel olarak Fraticelli, yeni kişiselleştirilmiş protezin konfor düzeyini geliştirdiğini düşünüyor. Farklı duruşlarda eli yumuşak ve değişken olduğundan ve protez materyali sert ve sabit olduğundan, uygunluk seviyesi değişmeye devam edebilir.
Kişiselleştirilmiş protezlerde hala iyileştirmeler için yer var ve Johnson'ın ekibi, giyilebilir biyonik cihazlarda iyileştirmeler yapmak için eklemeli üretimde yeni teknikler araştırmaya ve geliştirmeye devam edecek.
Bu araştırma Ulusal Bilim Vakfı (Lisans Eğitimi Bölümü) ve Virginia Tech'in Öğrenci Mühendisleri Konseyi tarafından desteklenmiştir; Hesaplamalı Doku Mühendisliği Disiplinlerarası Lisansüstü Araştırma Programı; ve Yaratıcılık, Sanat ve Teknoloji Enstitüsü.
ScienceDaily'nin günlük ve haftalık olarak güncellenen ücretsiz e-posta bültenleriyle en son bilim haberlerini alın. Veya RSS okuyucunuzda saatlik güncellenen haber beslemelerini görüntüleyin:
Bize ScienceDaily hakkında ne düşündüğünüzü söyleyin - hem olumlu hem de olumsuz yorumları memnuniyetle karşılıyoruz. Siteyi kullanırken herhangi bir sorun mu yaşıyorsunuz? sorular?
Gönderim zamanı: 14 Nisan 2019