近日，密歇根大學(xué)（UM）的研究人員正在實(shí)施一種新的矯形器和假肢裝備系統(tǒng)：3d打印輔助裝置。據(jù)悉，其將根據(jù)個(gè)體患者的需要定制，并且比以前更快地制作它們。UM工程和矯形與假肢中心學(xué)院的工程師和臨床醫(yī)生說(shuō)，他們的新的網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的巨大改進(jìn)。此前，需要輔助裝置的用戶必須等待幾天甚至幾周的時(shí)間。新的UM系統(tǒng)將把等待時(shí)間減少到一天。此外，每個(gè)設(shè)備將根據(jù)具體情況進(jìn)行定制，提供改進(jìn)支持，以更好的適合用戶。

盡管假肢是用于替換手臂或腿的輔助裝置，但矯正器是保護(hù)，是改善受傷肢體的功能或穩(wěn)定性的支架?，F(xiàn)在，UM團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始使用踝關(guān)節(jié)和足部矯形器，通常用于行走困難的患者。患有腦性麻痹、骨髓性白質(zhì)硬化和其他醫(yī)學(xué)病癥的兒童也受益于足部矯形器，這有助于促進(jìn)穩(wěn)定性和降低步行難度。
     UM的機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)工程教授Albert Shih說(shuō)：“最終我們?cè)O(shè)想一個(gè)病人可以在早上進(jìn)行光學(xué)掃描，臨床醫(yī)生可以使用基于云的軟件設(shè)計(jì)一個(gè)高質(zhì)量的矯形器。到那天下午，他們可以有一個(gè)3d打印設(shè)備，準(zhǔn)備好進(jìn)行最終評(píng)估和使用。”
     首先，UM系統(tǒng)使用最先進(jìn)的成像技術(shù)3d掃描患者。然后矯正師將單獨(dú)的掃描上傳到基于云的設(shè)計(jì)中心，并開(kāi)始設(shè)計(jì)矯形器。設(shè)計(jì)文件然后被發(fā)送回UM，3D打印機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)逐層制造輔助設(shè)備。整個(gè)過(guò)程只需要幾個(gè)小時(shí)。

這與制造矯形器的傳統(tǒng)方法有很大的差異，其可能是需要玻璃纖維帶、石膏、加熱塑料和手工飾面，整個(gè)矯形器造價(jià)昂貴且耗時(shí)。并且，矯形器屬于勞動(dòng)密集型程序，需要高度訓(xùn)練有素的工作人員和大型設(shè)施。
相比之下，UM的替代方法只需要使用光學(xué)掃描儀、計(jì)算機(jī)和3D打印機(jī)即可。
     “傳統(tǒng)的手工矯形器是固體塑料，并且他們需要一定的厚度，因?yàn)樗麄儽仨氃谥圃爝^(guò)程中纏繞在物理模型上，”UM矯形和假肢臨床和技術(shù)服務(wù)主任Jeff Wensman說(shuō)，“3D打印消除了這種限制。我們可以在某些地方進(jìn)行實(shí)心設(shè)計(jì)，在其他地方是中空的，更精確地改變?cè)O(shè)備的厚度。它為我們提供了一套全新的工具。”

UM 3D打印技術(shù)被稱為“稀疏結(jié)構(gòu)”，是由UM的機(jī)械工程博士學(xué)生Robert Chisena開(kāi)發(fā)的。稀疏結(jié)構(gòu)允許生產(chǎn)部分中空的矯形器，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈波浪狀，其節(jié)省重量和提高強(qiáng)度。 

值得注意的是，這個(gè)系統(tǒng)可以為定制矯形器和假肢的廣泛生產(chǎn)打開(kāi)大門(mén)。任何使用3D打印機(jī)的診所都能夠使用UM的技術(shù)生產(chǎn)輔助設(shè)備，即使是偏遠(yuǎn)地區(qū)的診所也可以做到。Shih的團(tuán)隊(duì)最終計(jì)劃是免費(fèi)提供他們的軟件和規(guī)范，因此其他醫(yī)療保健提供商可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)類似的系統(tǒng)。
  “在某種意義上，我們正在建立一種其他人可以用來(lái)構(gòu)建自己的系統(tǒng)的方法，”Shi說(shuō)。
UM項(xiàng)目由America Makes和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)共同資助。Statasys提供了3D打印機(jī)，Altair和Standard Cyborg目前正在開(kāi)發(fā)軟件。