20 六 E-Nable:低成本3D打印义肢

 Raise3D

E-Nable: Low-Cost 3D Printed Prosthetics

一个使用3D打印技术向全世界需要帮助的人伸出真挚的“援助之手”的国际志愿者组织

 

“万事开头难。由于之前没有3D打印的经验,所以我尝试了很多不同品牌和型号的3D打印机,但它们的打印尺寸都不能满足我的需求。偶然得知Raise3D打印机拥有更大的打印尺寸,尝试使用之后发现竟可以成功地完整打印成人尺寸假肢,充分满足了我们的需求。这款3D打印机非常出色!”

Edward Choi博士

病毒免疫学博士

 

E-Nable 公益组织的愿景是“向世界伸出援助之手,创造一个更美好的世界”,致力于为需要上肢辅助器械的贫困人群提供并安装3D打印义肢。这一全球性公益组织由教师、学生、工程师、科学家、医疗工作者、工匠、发明家、设计师、艺术家、慈善家、梦想家、程序员、创客以及普通志愿者组成。

E-Nable 塞拉利昂分部是该组织在西非的分部之一,拥有一群当地志愿者。90年代,塞拉利昂有数以百计的成年人和儿童在残酷的内战中不幸失去了手臂,为了帮助这些在战争中不幸失去手臂的无辜百姓,E-Nable 塞拉利昂分部以每件50-200英镑的低廉成本制造腕部动力假手和肘部动力假臂。

3D打印假臂和假手

 

在塞拉利昂这样的危险地区提供假肢,E-Nable 团队面临很高的挑战性和风险;但通过使用创新的3D打印技术,志愿者们能够更高效、低成本地为那些从前无法得到合适假肢的人群提供特制的假手和假臂。

 

在引入3D打印技术之前,E-Nable 团队长期困扰于:

  1. 传统假肢制造周期长且成本高;
  2. 由于综合成本局限,无法为偏远地区(诸如塞拉利昂)的人群提供服务
  3. 无法大量制造定制化零部件

 

应用3D打印技术以后, E-Nable 塞拉利昂团队已经实现:

  1. 短短两个月内制造52套假肢;
  2. 每件假肢的成本降低至仅50美元;
  3. 利用PLA材料的热成型性能,优化时间管理,创造定制化零部件

 

用户:E-Nable 塞拉利昂分部

行业:专门从事3D打印假肢的慈善机构

受访者:Edward Choi博士

职务:病毒免疫学博士

 

 

流程:

起初,加拿大天才生物学绘图师 Albert Fung 设计了最初的假肢CAD模板。基于这个CAD模板,E-Nable 团队可以针对每位患者的实际情况对假肢模型进行修改和优化。对于身处塞拉利昂的 E-Nable 志愿者来说,这意味着他们能够在经济极不发达的地区,以较高性价比的材料为肢残人士提供定制化假肢,为患者带来实际性的帮助。凭借3D打印技术的成本和时间优势,Albert Fung和Choi博士利用一年时间创建出五个假肢模型版本,并针对塞拉利昂的当地情况进行了优化。

基于最新版的假肢模型,E-Nable团队测量当地肢残人士的前臂尺寸并为每一位患者定制假肢CAD模型,然后3D打印制作假肢的每一个部件,最后通过简易的关节锁、绳索和弹簧进行组装,完成假肢成品。

假肢的主要部件刚被打印出来时是平的,通过沸水浸泡软化后,可由志愿者们在截肢者手臂上轻松完成塑形及精准安装。

假臂手指、手肘、关节和其他打印部件。

正在组装假臂的当地志愿者

 

挑战:

在决定采用3D打印技术前,Choi博士和他的团队成员唯一的选择是传统假肢制作工艺——如果他们采用了传统工艺,将给E-Nable和塞拉利昂患者带来高昂的成本,从而导致项目失败。

传统假肢的市场价格较高,纯装饰性假肢的价格最高约5000美元,而具备简单功能的假肢价格则可高达10000美元。

传统假肢的制作工艺,需要较多的人力投入:使用石膏在残肢上倒膜并使用透明塑料制作用于测试的接受腔,以便观察压力点及可能的故障区域;然后制作多个不同尺寸的接受腔进行调试,以实现假肢与残肢的最佳结合——这一过程需要耗费大量人力、时间与材料。

Choi博士和使用3D打印假肢的塞拉利昂患

 


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