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照片:Dave Lundy(CC By-Nd 2.0)

健康

2020年10月23日

3D打印假肢是低收入国家肢体损失的解决方案吗?

贡献者:玛丽弗朗斯坦

也许,但差距留下来。

3D打印在世界各地扰乱世界各地的行业,主要是由于低成本3D印刷机,易用性和高产品在少量时间内的可用性。假肢领域是破产行业之一。假肢肢体是高度可定制的产品,可以从人的人那里大大变化,并且传统上昂贵的制造。这两种因素都使3D打印一个有吸引力的制造假体选择。获得假肢的最大障碍是他们的成本。平均而言,单一假肢肢体成本(USD)4,500美元并且可以高达(USD)50,000美元,这对于高收入国家昂贵,对于低收入国家的许多人来说,这是昂贵的。不幸的是,低收入国家的对假肢的需求是真实的。估计3000万人这些区域需要假肢。

3d打印假肢在发展中国家可能还不实用

互联网上的快速搜索产生了几十个开源3D可打印的假肢设计。使用3D打印机制造假肢肢体的吸引力是歧管。对于一个,可以是3D打印的假体数量级更便宜与传统的假肢相比,这种假肢对中低收入国家的儿童特别有用,他们可以很快地从假肢中长出来。打印假肢很容易可定制的,允许用户将美学设计为他们的喜好。一个流行的选择是颜色组合,类似于奇迹的钢铁侠等超级英雄的武器。印刷的假肢也可以相对较快地制造和维护。最后,使用3D打印技术允许快速测试和设计迭代。

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3D印刷的假体听起来很棒,所以为什么我们没有看到更多的东西?3D印刷的假肢有五个挑战,这些假肢正在妨碍他们广泛的采用。

挑战一:材料选择

传统的假肢是由高强度,轻质材料制成的,如聚乙烯,聚丙烯,聚氨酯,丙烯酸,钛,铝,甚至碳纤维。在创客空间中常见的3D打印机无法打印此类材料,而是使用更常见的塑料,如ABS(想想乐高积木)。然而,研究表明,ABS 3d打印假肢已经10-73%注塑塑料的强度。近年来在3D打印材料方面有了很多创新,所以现在除了常见的ABS和PLA丝外碳加固长丝,柔性长丝,如热塑性聚氨酯,以及导电细丝在3D打印社区中变得更加普遍。有趣的是,了解3D印刷细丝如何影响假体设计的创新。

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3D打印机使用金属,如钛。选择性激光熔化3D印刷)存在并且在添加剂制造中变得更受欢迎。然而,他们需要大量资本投资。(USD)130,000美元到100万美元的任何地方。而且它们的消耗品比桌面塑料打印3D打印机贵得多。这些成本可能太高,不值得购买这样的设置。另一种选择可能是将需要使用金属印刷的部件外包。开源3D可打印设计还没有采用金属组件,但这可能在不久的将来会改变。

挑战二:耐用性

简而言之,印刷的假肢更频繁地破裂,比传统的假肢更需要维护更多。存在的大多数存在的开源假肢设计是为了上肢损失,因为由于其较低的肢体印刷的假肢破裂了无法支持长持续时间的大量重量。除了传统和印刷的假肢之间的材料特性差异,3D打印过程本身的变形性,如温度,零件的方向和分辨率都均有有助于部件之间的不一致性和最终降低耐久性。

挑战三:后处理

打印假肢部件后,必须通过培训的专业人员组装和适当地装配和调整到用户。训练有素的专业人员在这些步骤中至关重要,以确保假肢适合用户,实际上可以使用。不幸的是,这种训练有素的专业人士在低收入国家很难找到。

挑战四:技术可用性

3D打印机在低收入国家是相对难以获得的物品,特别是在卫生部门。3D打印机数量不足,地区间3D打印机分布较差,无法依靠3D打印技术生产假肢。然而,3D打印正在低收入和中等收入国家慢慢普及,越来越多的人认识到它的好处。加纳是一个例子。快速添加剂制造假体和其他物品正在慢慢成为一个更可靠的选择。

挑战五:没有标准

一个关键因素,目前是缺失的修复印刷领域是存在的标准操作程序,以解决在印刷组件的差异。这些程序必须使最终产品符合国家和国际标准,例如ISO标准

一个光明的未来

尽管有这些挑战,但印刷的假肢未来很明亮,可能很快改变了数百万人的生活。填充和3D打印可能是解决方案的巨大差距。


关于作者

玛丽·弗洛扬是爱游戏ayx下载 。她在多伦多大学机械工程中举办了应用科学学士学位,并在机械工程中开始了一个专注于麻省理工学院的生物工程。玛丽曾在几个全球工程项目上工作,包括改善洪水响应的效率,以及为安大略省北部的肥胖系统设计堆肥系统。

标签:3D打印,假肢,假肢膝盖,研究奖学金,SDG3.

玛丽弗朗斯坦

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