Auburn University zet grote stappen in ondersteunende technologie met 3D-geprinte protheses

Zowel 3D-printtechnologie als composietmaterialen, met name koolstofvezel, zijn grote spelers in de wereld van protheses, en met de Mark One 3D-printer hebben studenten van Auburn University unieke concepten ontworpen en geprototypeerd op het gebied van toegankelijke apparaten. Jerrod Windham, universitair hoofddocent Industrial Design aan de Auburn's School of Industrial and Graphic Design, leidt een klas die deel uitmaakt van een project dat negen jaar in de maak is. Elk semester werken studenten revalidatie en industrieel ontwerp samen met gebruikers van klanten met een fysieke handicap om specifieke producten te ontwikkelen die aansluiten bij hun individuele behoeften of wensen. "Ons doel aan het begin van het semester is om met een klantgebruiker te werken en tegen het einde van het semester een stukje technologie over te dragen dat voor hen zal werken", legt Widham uit. De projecten van dit jaar waren gericht op het verbeteren van het leven van mensen die protheses gebruiken. Van veelvoorkomende uitdagingen zoals het helpen van mensen met beenprothesen om een ​​broek aan te trekken, tot meer specifieke gevallen zoals het helpen van een vrouw met een schouderdisarticulatie cello spelen, de materialen en toepassingen die deze studenten uitdagen, variëren heinde en verre.

De Mark One bevindt zich in hun laboratorium tussen een reeks unieke 3D-printers met verschillende mogelijkheden, en onderscheidt zich door zijn vezelversterkte kunststoffen en de sterkte-gewichtsverhouding van de onderdelen. "Sommige van deze kleinere 3D-geprinte prothetische apparaten waren niet zo duurzaam als ze zouden moeten zijn, daarom zien we 3D-printen meestal meer in de wereld van prothetische handen dan benen en voeten", beschreef Windham. "De sterkte-gewichtsverhouding was belangrijk voor ons:we probeerden een structureel element te creëren op een 3D-printer die het gewicht van een mens kon dragen." Prothetische apparaten vereisen lichtgewicht materialen die het gewicht van een persoon kunnen dragen, daarom zijn prothesen van koolstofvezel populair in het veld. 3D-printen met koolstofvezel met de Mark One zorgde voor een grote overlap van de twee fabricagemethoden. Afgezien van de kracht van hun onderdelen, bood de Mark One een verrassend voordeel met draagbare technologie. Bij het werken met de aanstaande cellospeler moesten ze het schouderblad van de drager op hun prototype prothese passen. “We waren in staat om haar schouder en lichaam te scannen en software te gebruiken om een ​​schaal te bouwen die haar schouder en een deel van haar borst en schouderblad bedekte. Als we dat van PLA of ABS zouden doen, zou het te broos zijn en waarschijnlijk veel sneller degraderen.” Met Markforged nylon kon het team een ​​apparaat ontwerpen dat voldoende kon buigen om zich comfortabel aan haar lichaam aan te passen.

“Het apparaat dat we hebben gemaakt voor de vrouw met disarticulatie van de schouder... ze kan een boog vasthouden en de arm zo articuleren dat hij over de snaren kan lopen... ze heeft geen cello gespeeld sinds ze een kind was, maar het is iets ze wilde het echt nog een keer doen', legde Windham uit. Elke persoon met wie de studenten hebben gewerkt, heeft een unieke behoefte die ze waarderen. Een vader die drie vingers miste, wilde mensen de hand schudden en honkbal spelen met zijn zoon. Een amateurvisser wilde een waterbestendige stroomlijnkap om zijn prothese te beschermen in de buurt van het water. Deze studenten hebben weer zin gegeven aan het leven van individuen, en niet in de vorm van snelle prototypes. Dankzij de duurzaamheid en de kracht van de 3D-geprinte protheses die ze maken, kunnen deze studenten duurzame oplossingen bieden aan de mensen met wie ze werken.

Bekijk hier meer processen van de studenten:

Foto's met dank aan Jerrod Windham

Geïnteresseerd in de Mark Two? Vraag een demo aan en zie hoe de printer presteert!