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日前,美国Gonzaga大学的一群学生使用3D打印技术开发出了一种踝足矫形器(AFO),这种矫形器通常用来治疗儿童的脚和踝关节损伤。常见的踝足矫形器一般要用4周才能制造出来,而这群大学生开发的这种只短短两天即可制造完成。
据天工社了解,因为每个人的脚踝各不相同,因此踝足矫形器一般需要根据患者的具体尺寸进行定制。传统的踝足矫形器的制造过程比较复杂,通常要经过扫描、建模、真空热成型和试穿等环节,这意味着整个制造过程往往需要4个星期才能完成,而且价格昂贵,需要2000美金左右。
针对这些痛点,位于美国华盛顿州Spokane的Gonzaga大学的一群学生想看看使用3D打印技术是否可以用来加快这一过程,并且降低成本。于是,在2015年底的时候,这个团都就聚在一起,试图创建出一种简单、方便的3D打印踝足矫形器,这种矫形器需要拥有最佳的结构和几何形状,以满足患者对强度和舒适性的要求。
为此,开发人员首先用3D扫描仪来获得患者脚部和踝关节的精确测量数据。然后,他们使用CAD软件对扫描数据进行处理,创建出矫形器的3D模型。当然,这种矫形器将与患者脚和踝关节的形状非常一致。另外,开发团队还测试了几种不同的3D打印材料(PLA、聚丙烯(PP)、碳纤维 PLA、PETG和尼龙)。最终在3D打印服务提供商3D Platform的帮助下将其3D打印了出来。
“我们希望3D打印一个比较大的支撑(达18英寸),而且我们在研究这一支撑的最佳设计时需要用各种材料来打印。”该项目的参与者之一McKenzie Horner说:“3D Platform帮助我们解决了这个问题,他们提供了一台通用的大尺寸3D打印机,使我们可以测试材料和打印AFO。于是,我们能够立即打印出全尺寸的概念验证,而且其开放平台的软件可以很容易地根据对患者腿部的3D扫描结果为3D打印做好准备。”
延伸阅读:《3D Platform发布大尺寸3D打印机3DP Workbench》
学生们的测试结果显示,PLA和PETG是最适合用来3D打印踝足矫形器的材料,因为这两种材料可以提供足够的强度和舒适度,同时又能够将成本维持在最低水平。而且,让学生非常高兴的是,制作这些PLA或PETG的支撑只需两天时间,远低于传统上制造这样一种装置所需的4星期。每个踝足矫形器的打印时间是16个小时左右。除了降低材料成本之外,3D打印技术也有助于减少潜在的人力成本,因为它缩短或完全消除了该装置制作过程中的几个环节。
在成功完成了这个项目之后,Gonzaga大学的学生们计划下一步继续用3D打印开发经济、高效的医疗解决方案。
(编译自3Ders.org)来源:天工社 |
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