Druk 3D to nowa technologia dla klinik rehabilitacyjnych, które są coraz bardziej otwarte na innowacje w skutecznym leczeniu urazów rdzenia kręgowego i związaną z nim niepełnosprawnością pacjentów.
Na wydziale inżynierii biomedycznej Uniwersytetu w Glasgow, zaprojektowano i wyprodukowano addytywnie zestaw słuchawkowy do elektroencefalografii (EEG), aby usprawnić proces powrotu do zdrowia pacjentów po urazie rdzenia kręgowego (SCI).
Obecnie powrót do zdrowia pacjentów po SCI odbywa się w szpitalach, ze względu na złożoność procesu rehabilitacyjnego oraz wymagań dotyczących infrastruktury sprzętowej. Lekki, mocny i całkowicie dostosowany do indywidualnych potrzeb, przenośny zestaw słuchawkowy umożliwiłby pacjentowi powrót do zdrowia w zaciszu własnego domu, zmniejszając liczbę jego wizyt w szpitalu, a dodatkowo odciążając oddziały rehabilitacyjne.
Przenośny zestaw rehabilitacyjny drukowany w HP MJF 3D
We wczesnych iteracjach prototypowania, doktorantka stojąca za projektem, Nina Petric-Gray, zmodyfikowała zestawy słuchawkowe do gier, dodając specjalne elektrody, aby rejestrować aktywność mózgu pacjentów. Urządzenie zostało zaprojektowane specjalnie, aby pomóc w przywróceniu funkcji dłoni. Nowy zestaw słuchawkowy wykorzystuje funkcjonalną stymulację elektryczną (FES), czyli niskoenergetyczne impulsy elektryczne do sztucznego generowania ruchów ciała u osób, które zostały sparaliżowane z powodu urazów ośrodkowego układu nerwowego.
Dostosowanie do pacjenta
Samo przystosowanie zestawu słuchawek gamingowych nie było jednak wystarczające, ponieważ nie pozwalało na dokładne umieszczenie elektrod. Potrzeba stworzenia prototypu na zamówienie była więc oczywista. Oprogramowanie Autodesk Fusion 360 pomogło Ninie przekształcić jej pomysł w wysoce funkcjonalny i dostosowany do potrzeb rehabilitacyjnych model 3D, który umożliwił zoptymalizowane rozmieszczenie elektrod i zwiększoną użyteczność.
Iteracje projektowe modelu zestawu słuchawkowego do rehabilitacji
Wybór technologii addytywnej wiązał się ze znalezieniem rozwiązania oferującego wysoką jakość wydruków w krótkim czasie. Początkowo drukowany w technologii FDM, przenośny zestaw wymagał wielu dodatkowych procesów postprodukcyjnych. Natomiast wykonany w technologii HP MJF, okazał się idealny zaraz po wyjęciu z drukarki. Dyrektor HP w Wielkiej Brytanii i Irlandii George Brasher stwierdził, że „to fantastyczny przykład możliwości i potencjału druku 3D w sektorze zdrowia. Jesteśmy dumni, że możemy być częścią projektu, który ma na celu pomóc w leczeniu pacjentów cierpiących na uraz rdzenia kręgowego i nie możemy się doczekać wsparcia zespołu Niny w nadchodzących etapach testów i produkcji ”. Petric-Gray dodała, że chociaż są dopiero w fazie prototypowania, dostrzegają potencjał technologii HP MJF 3D w wytwarzaniu zintegrowanego zestawu słuchawkowego, z ramką i elektrodami drukowanymi jako zunifikowana część, bez konieczności późniejszego konstruowania czegokolwiek.
Do produkcji wybrano materiał oferujący bardzo dużą szczegółowość wydruku i złożoną geometrię oraz wystarczającą wytrzymałość na obciążenia powstające w trakcie codziennego użytkowania zestawu. Poliamid (PA 12) nadaje się do wytwarzania przedmiotów mających kontakt z nieuszkodzoną skórą, ponieważ jest biokompatybilny.
Projekt jest obecnie testowany na wybranych pacjentach oddziału rehabilitacyjnego w Glasgow w Szkocji, a jego celem jest wprowadzenie do produkcji i udostępnienie przenośnego zestawu słuchawkowego wszystkim osobom po urazie rdzenia kręgowego w terapii przywracającej im sprawność ruchową.
CZYTAJ WIĘCEJ: