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La stampa 3D promette dispositivi protesici personalizzati in aree remote

Un nuovo flusso di lavoro digitale aumenta significativamente l’accessibilità e la velocità di produzione

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Secondo l’Università di Loughboroughì, gli innesti protesici degli arti inferiori potrebbero presto essere stampati in località remote e persino nelle case degli utenti, grazie alla stampa 3D. Il dottor Simin Li, docente senior di meccanica dei biomateriali, e un team di ricercatori della Scuola di ingegneria meccanica, elettrica e manifatturiera hanno aperto la strada a un processo dalla progettazione alla produzione completamente digitale che ha il potenziale di rivoluzionare la produzione degli invasature degli arti inferiori consentendo la stampa al di fuori delle strutture ospedaliere.

Tradizionalmente, la creazione di un incavo per l’arto inferiore è un processo dispendioso in termini di tempo, che richiede dalle tre alle sei settimane. Questo metodo prevede la realizzazione di un calco dell’arto, che funge da stampo per realizzare un’invasatura. Il processo richiede visite agli ospedali, fa molto affidamento su competenze e competenze ad alta intensità di lavoro e spesso comporta un approccio per tentativi ed errori. Secondo il dottor Li, gli alveoli risultanti sono più simili a “opere d’arte che a dispositivi medici” e possono causare problemi alla pelle e alla stabilità se non si adattano perfettamente. Questo processo deve essere ripetuto frequentemente poiché le prese si consumano rapidamente con l’uso: vengono sostituite ogni 3-6 mesi per gli adulti e anche più regolarmente per i bambini.

Il metodo del team utilizza varie tecnologie (incluso almeno un sistema di Raise3D) e una codifica unica per creare una presa attraverso un processo completamente digitale. Acquisendo una scansione 3D dell’arto dell’utente con uno scanner digitale e utilizzando un software di progettazione assistita da computer (CAD), viene generato un profilo di progettazione personalizzato, che può quindi essere importato in una stampante 3D per la produzione. Il risultato è un socket completamente personalizzato che può essere prodotto in sole otto ore, rendendo il processo notevolmente più veloce rispetto ai metodi attuali.

La particolarità del metodo del Dr. Li è il suo potenziale di consentire la stampa 3D di prese in località remote e persino nelle case degli utenti. Le strutture di scansione digitale e stampa 3D possono essere implementate in diverse aree, comprese le regioni sottoservite e i paesi in via di sviluppo con accesso limitato all’assistenza sanitaria. Gli utenti di protesi degli arti inferiori possono scansionare il proprio arto, inviare la scansione a un esperto sanitario che può elaborare il progetto in remoto e ricevere in cambio un file di progettazione personalizzato. Questo file può quindi essere utilizzato per stampare comodamente una presa nella posizione dell’utente, superando le barriere geografiche e trasformando il modo in cui si accede e si producono dispositivi medici personalizzati.

“Utilizzando un flusso di lavoro dalla progettazione alla produzione completamente digitale e la produzione additiva – o “stampa 3D” come è comunemente nota – il nostro intero processo per la creazione di un socket è quantitativo e iterativo, quindi altamente personalizzabile, ripetibile ed efficiente. Utilizzando l’innovativa soluzione digitale, gli operatori sanitari possono dedicare una parte maggiore del loro tempo prezioso agli utenti e, quindi, aumentare l’accessibilità per tutti e su richiesta”, ha affermato il dott. Simin Li. “L’obiettivo finale di questo progetto è rendere il processo di progettazione e produzione più semplice e accessibile sia per i professionisti sanitari che per gli utenti, in modo che un giorno l’invasatura protesica possa essere prodotta nelle aree della comunità locale, negli ospedali e persino nelle case degli utenti richiesta”.

Il team della Loughborough University ha ottimizzato i suoi progetti di prese stampate in 3D attraverso test approfonditi nelle strutture sviluppate internamente, che comportano il sottoporre i prototipi stampati a carichi che vanno da 6.000 a 16.000 Newton, equivalenti a 7-20 volte il peso corporeo, a seconda dell’utente.

La tecnica del team consente inoltre di aumentare la libertà di progettazione, il che significa che è possibile rendere le regioni della presa più dure o più morbide a seconda delle esigenze degli utenti – qualcosa che il dottor Li spera migliorerà il comfort e faciliterà ulteriormente la partecipazione degli utenti al gioco, all’attività fisica e gli sport.

Il passo successivo è collaborare con partner accademici e industriali per trasformare i loro prototipi di prese stampate in 3D in prodotti reali ed esplorare l’applicazione del loro processo in diversi contesti. “Spero di vedere un giorno questa ricerca avvantaggiare gli utilizzatori di protesi degli arti inferiori in tutto il mondo e dare il via a discussioni più ampie sull’uso della stampa 3D per dispositivi medici e non solo”, ha affermato il dottor Simin Li. “Attualmente, le barriere all’ingresso per l’accesso alle strutture sanitarie, ai professionisti medici e alle tecniche di stampa 3D in località remote sono troppo alte. Riteniamo che la nostra ricerca non solo abbatterà queste barriere, ma fungerà da catalizzatore per altre entusiasmanti innovazioni che utilizzano la stampa 3D”.

Il paratriatleta Finley Jakes, utilizzatore di protesi degli arti inferiori e neolaureato alla Loughborough University, ha fatto visita al dottor Li e al team per saperne di più sulla loro ricerca. Finley – che è membro del British Triathlon Paralympic World Class Program e ha rappresentato e medagliato per la Gran Bretagna in eventi in tutto il mondo – ha detto ai ricercatori che di solito gli ci vuole circa un mese per ricevere un inserimento e che ha avuto problemi alla pelle a causa di prese indossate in modo inadeguato. “Penso che questa ricerca potrebbe avvantaggiare tantissime persone, in particolare i bambini che crescono e hanno bisogno di prese prontamente disponibili. Ha un potenziale enorme”, ha detto.

Maggiori informazioni sulla ricerca del dottor Li e del suo team presso l’Università di Loughborough, finanziata da una sovvenzione EPSRC Redistributed Manufacturing in Deployed Medical Care, possono essere trovate sulla pagina web dedicata. I potenziali collaboratori accademici e industriali interessati ad avvicinare il prodotto alla realtà e gli utenti di protesi interessati a partecipare alla ricerca possono contattare il Dr. Simin Li all’indirizzo s.li@lboro.ac.uk.

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Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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