Auburn University verbetert hulpmiddelen: 3D-geprinte prothesen revolutioneren zorg

Zowel 3D-printen als geavanceerde composietmaterialen – met name koolstofvezel – veranderen prothesen. Aan Auburn University gebruiken studenten de Mark One 3D-printer om innovatieve hulpmiddelen te ontwerpen en te prototypen die echte behoeften aanpakken.

Associate Professor Jerrod Windham van Auburn's School of Industrial and Graphic Design leidt een semesterlang project dat al negen jaar evolueert. Elke term werken revalidatie- en industriële ontwerpstudenten samen met gebruikers die fysieke beperkingen hebben, van initieel concept tot een functioneel prototype dat de specifieke doelen van de gebruiker bereikt. "Aan het einde van het semester leveren we een stuk technologie op dat daadwerkelijk voor hen werkt," legt Windham uit.

Recente projecten richtten zich op het verbeteren van het leven van prothesengebruikers. Taken varieerden van het creëren van een mouw die iemand met een beenprothese gemakkelijk broek laat aantrekken, tot het ontwikkelen van een schouderbevestigingssysteem dat een vrouw met een schouderdisarticulatie in staat stelt de cello te spelen. De breedte van uitdagingen vereistte studenten een wijd scala aan materialen en ontwerpoplossingen te verkennen.

De Mark One springt er in het lab uit door zijn vermogen om vezel-versterkte kunststoffen te printen met een uitzonderlijke sterkte-gewichtverhouding. Hoewel veel 3D-geprinte prothesenonderdelen voor handen gebruikt worden, is het bereiken van de duurzaamheid die nodig is voor been- of voetapparaten meer vereist. "We hadden een structuur nodig die het gewicht van een menselijk lichaam kon dragen, dus de sterkte-gewichtverhouding was cruciaal," merkt Windham op.

Koolstofvezel 3D-printen met de Mark One biedt een ideaal mengsel van lichtgewicht kracht. Voor het cello-project scande het team de schouder en borstkas van de gebruiker, en gebruikte CAD-software om een schaal te ontwerpen die strak over het schouderblad past. Printen in Markforged nylon gaf het prototype de flexibiliteit om comfortabel aan het lichaam aan te passen – een voordeel ten opzichte van bros PLA of ABS.

"Het apparaat dat we maakten, laat haar een boog vasthouden en de arm articuleren om weer cello te spelen – een passie die ze sinds de kindertijd niet had beoefend," zegt Windham. Elk studentenproject is op maat gemaakt voor de individu, of het nu een vader is die drie vingers mist en handen wil schudden en baseball spelen met zijn zoon, of een amateur-visser die een waterbestendige afwerking voor zijn prothese nodig heeft.

Deze projecten zijn meer dan prototypes; ze zijn duurzame, functionele oplossingen die betekenis terugbrengen in het leven van gebruikers.

Bekijk meer van het ontwerpproces van de studenten hier.

Foto's met dank aan Jerrod Windham

Geïnteresseerd in de Mark Two? Vraag een demo aan en ervaar de prestaties van de printer zelf!