پروستتیک ها و اُرتزها برای گستره ای از بیماران ضروری هستند، اما فرآیند تولید متداول این وسایل پزشکی برای هردوی بیمار و بیمارستان زمانبر و هزینه بر هستند. به دلیل تکنولوژی پرینت سه بعدی اندازه بزرگ که توسط D Platform3 ایجاده شده و تلاش و پژوهش دانشجویان دانشگاه گونزاگا، بیماران به زودی می توانند یک اُرتز مچ پای بسیار با کیفیت تهیه شده با پرینتر 3 بعدی که مقرون به صرفه بوده و در چهارچوب زمانی بهینه تولید شود را انتظار داشته باشند.

اُرتز قوزک پا؟

اُرتز قوزک پا، تکیه گاهی است که برای مداوای اختلالات پا و قوزک آن در کودکان طراحی شده است. اُرتز قوزک پا برای مضیقه کمتر کودک، زیرساخت پشتیبان محکمی فراهم می کند، بنابراین به کودک اجازه می دهد تا فرآیند حفظ تعادل و راه رفتن را بهبود دهد.

اُرتزهای قوزک پای رایج، هزینه بر هستند!

فرآیند رایج تهیه یک اُرتز قوزک پا شامل مراحل پیچیده سنگین مختلفی همچون اسکن کردن، قالبگیری، شکل دهی گرمایشی خلاء، شکل گرفتن و نصب می شود. این فرآیند برای بیشتر بیماران به طور عادی 4 هفته طول می کشد و 2000 دلار هزینه می برد.

شکل 1 مراحل ساخت ارتزهای قدیمی

پرینت سه بعدی در خدمت بیماران

پرینت 3 بعدی با کیفیت بالا و مقرون به صرفه تر از اُرتز قوزک پای رایج

با توجه به نیاز به بهبود فرآیند طراحی و ساخت اُرتز قوزک پا به منظور کاهش زمان و هزینه (در اواخر 2015) گروهی از دانشجویان دانشگاه گونزاگا، تحقیق و توسعه فرآیند نمونه سازی سریع پرینت 3 بعدی برای ساختن اُرتز قوزک پا را آغاز کردند. هدف «ساختن ساده و راحت اُرتز قوزک پای پرینت شده بوسیله پرینتر 3 بعدی با بهترین ترکیب و شکل برای رسیدن به استحکام و راحتی مورد نیاز بیمار» بود.

تهیه ساده و راحت اُرتز قوزک پای پرینت شده بوسیله پرینتر 3 بعدی با بهترین ترکیب و شکل برای رسیدن به استحکام و راحتی مورد نیاز بیمار، اولویت اول محققان دانشگاه گونزاگا بود. در ابتدا محققان اسکنری 3 بعدی را برای جمع آوری داده های اندازه پا و قوزک آن استفاده کردند و سپس مدل 3 بعدی برای پرینت 3 بعدی اُرتز قوزک پا طراحی شد. بعلاوه به منظور پرینت 3 بعدی طرح اُرتز قوزک پا، محققان همچنین انواع مختلفی از مواد پرینتر 3 بعدی (شامل PLA، پلی پروپیلن، الیاف کربن، PLA،PETG ، نایلون) را برای کمک به تعیین مواد بهینه برای تهیه اُرتز مچ پا با پرینتر 3 بعدی، آزمایش کردند.

 

شکل 2 محققان از اسکنری 3 بعدی برای جمع آوری داده های اندازه پا و قوزک آن استفاده کردند.

McKenzie Horner (یکی از محققان در دانشگاه گونزاگا) بیان نمود که «ما می خواهیم تکیه گاه بزرگ 3 بعدی (حداکثر 18 اینچ) پرینت کنیم و ما به پرینت با دامنه ای از مواد احتیاج داریم چون ما به دنبال بهترین طراحی برای تکیه گاه هستیم». بعلاوه وی افزود که «شرکت D3 Platform کمک کرد تا این مسئله با فراهم شدن پرینتر 3 بعدی اندازه بزرگ حل شود. به عبارت دیگر، در پرینت اُرتز قوزک پا و تحقیق مواد ما به ما کمک می کند. ما قادر خواهیم بود تا شکل ظاهری ایده را با ابعاد کاملی از آن فورا پرینت کنیم و قابلیت های نرم افزار متن باز، به ما اجازه می دهد تا یک پرینت ساده از اسکن 3 بعدی انجام شده از پای بیمار توسط دکتر انجام دهیم.»

دوره جدیدی از اُرتز مچ پای تهیه شده با پرینتر 3 بعدی

انتخاب مواد چندگانه

پس از آزمون های گسترده بر روی استحکام کششی، میزان خستگی، قابلیت پرینت شدن و تکرار پذیری، محققان به طور موفقیت آمیزی تشخیص دادند که PLA و PETG هستند بهینه ترین گزینه ها برای استفاده در پرینت اُرتز مچ پا (برای هر دوی این مواد احتیاجات استحکام و کارایی بر آورده می شود درحالیکه هزینه مواد کاهش می یابد).

 

2 روز به جای 4 هفته

بوسیله پرینت سه بعدی اُرتز مچ پا، محققان قادر خواهند بود تا زمان تولید را از 4 هفته به 2 روز کاهش دهند. عملیاتی کردن نمونه 3 بعدی چند دقیقه می تواند طول بکشد (با پرینت 3 بعدی حداکثر تا 16 ساعت در نمونه بزرگتر طول می کشد). فرآیند پرینت 3 بعدی می تواند تولید را از چند هفته به چند ساعت کاهش دهد.

شکل 3 محققان اُرتز قوزک پا با استفاده از 3D Platform را طراحی و پرینت 3 بعدی کردند

 

هزینه کمتر درخور توجه

اُرتز مچ پا تهیه شده با پرینتر 3 بعدی همچنین به دلیل کاهش هزینه در مواد و نیروی کار به طور قابل توجهی هزینه کمتری برای تولید دارد. برخلاف فرآیند قالب گیری گرمایشی سنتی که پس از زائده بُری از حفره پا، مواد اضافی دارد که ضایعات شده اند، پرینت 3 بعدی فقط از مواد مورد نیاز استفاده می کند.

در پایان باید گفت که:

محققان در دانشگاه گونزاگا به کاوش کردن امکان پرینت 3 بعدی اُرتز مچ پا با مواد بیشتر ادامه خواهند داد و بیماران به زودی می توانند انتظار اُرتز مچ پا تهیه شده با پرینتر 3 بعدی دارای کیفیت بسیار بالا را داشته باشند که مقرون به صرفه بوده و در چهارچوب زمانی بهینه تولید می شود.

منبع:

3D Platform

ترجمه شده توسط تیم پلیمرپلاس (Polymerplus.ir)

انتشار مطالب با ذکر نام پلیمرپلاس و لینک این صفحه بلامانع است.

 

مطالب مرتبط

پرینت سه بعدی در خدمت مشتریان خودرو

هواپیمای پرینت شده!

ماسک و لباس تهیه شده با بکارگیری پرینتر 3 بعدی