Victoria Hand：向發(fā)展中國家的截肢者提供3D列印義肢 在維多利亞大學(xué)，一個(gè)包含工程師、設(shè)計(jì)師和志工的團(tuán)隊(duì)正在努力工作，為世界上最貧困地區(qū)的被截肢者提供3D列印的義肢。這是一項(xiàng)很有挑戰(zhàn)，但也是非常與眾不同的工作。他們是Victoria Hand計(jì)畫，而今天要跟大家說的就是他們的故事。 Adaptive Grasp 在90年代末期，Nikolai Dechev博士正在進(jìn)行他的博士專案計(jì)畫，創(chuàng)造一個(gè)具有突破性技術(shù)的義肢，他稱之為Adaptive Grasp。Adaptive Grasp允許手指在手閉合時(shí)圍繞物體。當(dāng)時(shí)，手被設(shè)計(jì)成焊接在CNC機(jī)器上。這種高成本的製造方式其實(shí)是一項(xiàng)不明智的選擇。而也正是此點(diǎn)，正式3D列印發(fā)跡著墨的地方。看到這項(xiàng)技術(shù)的潛力後，Dechev和他的同事Joshua Coutts修改了設(shè)計(jì)，並開始了Victoria Hand計(jì)畫。 由於資源有限，農(nóng)村地區(qū)的進(jìn)出受到限制，缺乏專門知識(shí)和費(fèi)用，發(fā)展中國家通常不易取得義肢。3D列印為這些問題提供了解決方案，使團(tuán)隊(duì)能夠降低成本，在每個(gè)國家的當(dāng)?shù)剡M(jìn)行列印和組裝。透過3D列印機(jī)和正確的材料，診所可以列印個(gè)人化醫(yī)療設(shè)備或更換零件，甚至在偏遠(yuǎn)地區(qū)。例如，在尼泊爾，一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)與他們的3D列印機(jī)一起旅行，創(chuàng)造醫(yī)療設(shè)備和機(jī)器的更換零件。這種方式比運(yùn)輸特定零件和大箱子來的更容易且更便宜。 他們需要一臺(tái)列印機(jī)，提供高品質(zhì)的成品，每個(gè)塑料層之間有強(qiáng)大的聯(lián)繫。而Ultimaker 2是最理想的。由於Ultimaker 2的高品質(zhì)，它是一臺(tái)易於使用且有可用的資源維護(hù)和故障排除的3D列印機(jī)。 Ultimaker 2怎麼運(yùn)行的 首先，義肢師會(huì)對(duì)被截肢者進(jìn)行評(píng)估。先製作出殘肢的模型，然後義肢專家在裝置和人體之間製作一個(gè)界面。Victoria Hand計(jì)畫團(tuán)隊(duì)透過對(duì)石膏模具的定制3D掃描來捕捉義肢師的技能。然後使用此掃描為被截肢者創(chuàng)建定制的3D列印插座。 手和腕部組件大約需列印48小時(shí)，然後組裝並連接到特訂插座。最後一步是彩繪義肢來跟自然膚色匹配。這種美學(xué)觸覺幫助被截肢者感覺更自信。 培訓(xùn)提供給所有3D列印實(shí)驗(yàn)室工作人員，加上義肢師和臨床醫(yī)生。 3D列印的挑戰(zhàn) 2014年，Victoria Hand計(jì)畫團(tuán)隊(duì)研究了不同的3D列印機(jī)，發(fā)現(xiàn)Ultimaker 2最適合這項(xiàng)任務(wù)。最初，他們也訂購了一臺(tái)SLA 3D列印機(jī)，但它導(dǎo)致許多列印失敗，也沒有提供所需的清潔環(huán)境。這些部件對(duì)於實(shí)際使用來說也太脆弱。 因此證明了，Ultimaker更容易使用，這意味著臨床醫(yī)生和義肢師可以快速掌握如何操作它們。 一路上仍有些許的問題發(fā)生，但是Ultimaker的指南和論壇幫助他們學(xué)習(xí)如何使用和維修3D列印機(jī)。打列印品質(zhì)提高，製造過程加快。多年來，團(tuán)隊(duì)獲得許多使用3D列印機(jī)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，並能夠?yàn)槠渌\所提供技術(shù)服務(wù)。他們親自訓(xùn)練醫(yī)務(wù)工作者，以確保他們知道如何組裝和配合義肢。這鼓勵(lì)了診所工作人員之間更密切的關(guān)係。 該團(tuán)隊(duì)還了解了，3D列印在診所，與在維多利亞大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的印刷的不同。例如，在尼泊爾，每天都有停電。沒有UPS，不能列印插座。在其他診所，是炎熱和潮濕的，這可以改變材料的性質(zhì)。在加德滿都，空氣中是多塵的，這意味著加熱板需要更頻繁地清潔，這使得該過程更加昂貴。此外，運(yùn)費(fèi)和進(jìn)口費(fèi)使得更換零件很貴，即使是那些微小的噴嘴也是一樣。 材料選擇 有時(shí)候，知道什麼是最好的列印設(shè)置是有挑戰(zhàn)性的。使用Ultimaker 2+列印機(jī)，Victoria Hand團(tuán)隊(duì)測(cè)試列印速度和層厚以找到最佳設(shè)定，並測(cè)試不同的材料，如PLA，ABS，尼龍和PET。工程學(xué)生志工在每種情況下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和失效分析。些測(cè)試讓Victoria Hand計(jì)畫改進(jìn)他們的設(shè)計(jì)。 學(xué)生們認(rèn)為黑色PLA是最好的。它是強(qiáng)韌的，需要較少的事先處理時(shí)間。其他材料較難列印，例如，雖然ABS也很強(qiáng)韌，但並無法牢固的黏附在加熱板上。這對(duì)於經(jīng)驗(yàn)不足的3D列印人員（例如診所的工作人員）來說是有問題的。PLA提供了很好的品質(zhì)，易於使用 - 所以它是理想的3D列印材料。 從瓜地馬拉到柬埔寨等地 在獲得Grand Challenges Canada獎(jiǎng)項(xiàng)後，Victoria Hand 計(jì)畫與瓜地馬拉的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目項(xiàng)目合作。進(jìn)行了短期和長期的試驗(yàn)，這個(gè)試驗(yàn)證實(shí)了人們迫切需要高品質(zhì)的義肢，而沒有費(fèi)用。設(shè)計(jì)師Joshua Coutts回憶起他的第三次訪問，當(dāng)時(shí)他意識(shí)到3D列印機(jī)在當(dāng)?shù)氐臐摿Α?br /> 在那之前，他專注於開發(fā)手部功能。在第三次試驗(yàn)中，功能及易用性和美觀性都得到了改善，這使得世界變得不一樣。感覺就好像努力的工作終於有回報(bào)了，他們終於提供改變生活的結(jié)果。 從那時(shí)起，Victoria Hand計(jì)畫與尼泊爾，海地，柬埔寨和厄瓜多爾的其他臨床合作夥伴合作。診所找到截肢者，列印和組裝手，並配適義肢。Victoria Hand計(jì)畫團(tuán)隊(duì)設(shè)置設(shè)備，訓(xùn)練當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T，並提供支持和隨時(shí)跟進(jìn)。 贊助商和支持者 如果沒有幾次慷慨捐贈(zèng)，這個(gè)計(jì)畫是不可能的達(dá)成的。Grand Challenges Canada資助了最初的發(fā)展和試驗(yàn)，並擴(kuò)大了他們幫助建立更多的診所。Ultimaker捐贈(zèng)了四臺(tái)Ultimaker 2+ 3D列印機(jī)，這是操作的關(guān)鍵組成部分。Enable Community Foundation資助了海地的診所，也有其他捐贈(zèng)透過群眾籌資和籌款來實(shí)現(xiàn)。 雖然Victoria Hand計(jì)畫已經(jīng)與E-nable合作，但設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在是分開的。E-nable運(yùn)行一個(gè)開源模型，允許人們下載設(shè)計(jì)然後用3D列印印機(jī)在任何地方列印。Victoria Hand計(jì)畫僅向合作者提供STL檔案和Gcode檔案。這確保3D列印義肢卓越的品質(zhì)，並保持良好的信譽(yù)。 新設(shè)備 除了3D列印的手，團(tuán)隊(duì)已開始使用3D列印開發(fā)其他醫(yī)療設(shè)備; 例如可調(diào)節(jié)的足部支架，踝部支架和手指支架。他們使用相同的硬體和材料，所以透過電子郵件發(fā)送到診所的新設(shè)計(jì)可以馬上開始印刷了。 由於PLA是熱塑性塑料，所以使用熱槍或熱水來熱成型部件。當(dāng)材料變軟時(shí)，其可以在肢體周圍形成; 然後當(dāng)其冷卻時(shí)變得剛性並提供支撐。 未來 Victoria Hand計(jì)畫旨在進(jìn)一步改善截肢者的系統(tǒng)，籌集資金，並在全球範(fàn)圍內(nèi)建立更多的合作夥伴關(guān)係。讓更多人知道這件事和獲得財(cái)政支持是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要因素。觀看這個(gè)地方，了解更多關(guān)於這個(gè)驚人的項(xiàng)目！ 原文：https://ultimaker.com/en/stories/23486-victoria-hand-providing-3d-printed-prosthetics-to-amputees-in-the-developing-world
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