3D-printen in prothesen: ontwerp, voordelen en materiaalinnovaties revolutioneren

Prothesen 3D-printen is het gebruik van 3D-printers om kunstmatige, draagbare lichaamsdelen zoals benen, handen en armen te ontwerpen en te creëren. Het is een relatief nieuwe methode vergeleken met de traditionele productiemethode. De materialen die gebruikt worden bij het maken van 3D-geprinte prothesen zijn toegankelijk en lichtgewicht, wat het proces geschikt maakt voor het produceren van prothesen en een gunstige alternatief biedt voor patiënten wereldwijd.

Dit artikel zal 3D-printen in prothesen verder bespreken, hoe het gebruikt wordt, de geschiedenis, kosten en voordelen.

Wat is 3D-printen in prothesen?

Prothesen 3D-printen is het gebruik van additieve productietechnologieën in plaats van traditionele subtractieve productiemethoden om kunstmatige lichaamsdelen te creëren. Deze lichaamsdelen kunnen verloren zijn gegaan door traumatische gebeurtenissen of congenitale aandoeningen (aanwezig bij de geboorte). In sommige gevallen kan amputatiechirurgie noodzakelijk zijn wanneer het lidmaat of lidmaten van een slachtoffer ernstig beïnvloed zijn door een ziekte die leidt tot atrofie en decompositie (gangreen). In elk geval dienen 3D-geprinte prothesen als vervanging voor de ontbrekende ledematen.

Voor meer informatie, zie onze gids over 3D-printen.

Hoe wordt 3D-printen gebruikt in prothesen?

3D-printen heeft zich nuttig bewezen bij het creëren van prothesen om diverse redenen. Het gebruik van 3D-printen voor het fabriceren van prothesen leidt tot een aanzienlijke reductie in productietijd, kosten en gewicht van prothesen. Prothesen geproduceerd door traditionele methoden vereisen strenge procedures en zijn duur. Een prothese-arm kost meestal meer dan $2.000, en de geamputeerde moet mogelijk lang wachten (tussen 3-6 weken) voor productie en levering. Prothesen 3D-printen is daarentegen betaalbaar, heeft een korte levertijd en de benodigde materialen zijn gemakkelijk beschikbaar. Een 3D-geprinte arm kan $395 kosten en in één dag geproduceerd worden.

Wanneer werd de eerste 3D-geprinte prothese gecreëerd?

Wetenschappers en medici maakten van 1990 tot 1999 pogingen om 3D-geprinte prothesen te creëren. Er was een doorbraak toen hun onderzoek leidde tot de creatie van de eerste 3D-tandimplantaten en organen. Echter, 3D-geprinte prothese-armen, vingers, handen of benen waren nog een onderwerp van verkenning. Uiteindelijk, in 2011, werd een prototype van een 3D-geprinte prothesehand gecreëerd.

Wie creëerde de eerste 3D-geprinte prothesen?

Amerikaanse kunstenaar Ivan Owen creëerde de eerste 3D-geprinte prothese in 2011. Een 3D-geprinte prothese was niet zijn eerste creatie - het was een mechanische hand. Hij creëerde dit voor een steampunk-conventie en plaatste een video online van het makenproces. Na een andere samenwerking met een timmerman-geamputeerde, trok het project de aandacht van een moeder. Haar zoon had een kunstmatige hand nodig, en prothesen waren toen duur. Owen kreeg te horen over haar en verzocht een 3D-printerfabrikant om twee 3D-printers te doneren. Zijn verzoek werd ingewilligd en hij creëerde de eerste 3D-geprinte prothesehand. Het probleem van de zoon die de prothese uitgroeide was geen groot probleem omdat de geprintte hand schaalbaarheid toestaat.

Wat zijn de meest voorkomende 3D-geprinte prothesen?

De meest voorkomende 3D-geprinte prothesen zijn:

1. 3D-geprinte prothesehand: Protheseshanden worden gemaakt voor mensen die verlies van een lidmaat vanaf de pols hebben geleden. E-nable prothesen, een vereniging die een netwerk van makers, enthousiastelingen of humanitaire organisaties beheert, creëren verschillende 3D-modellen van protheseshanden. Sommige van deze modellen worden geprint en gedoneerd aan honderden mensen over de hele wereld.
2. 3D-geprinte prothese-arm: Prothesen-armen kunnen een combinatie zijn van een hand en voorarm, of een hand, arm en voorarm. Hero prothesen worden erkend als de eerste klinisch goedgekeurde 3D-geprinte prothese-arm. Onder de functionaliteiten zijn high five, grijpen, duim omhoog en pitch. Het is esthetisch aantrekkelijk en geliefd, vooral door kinderen, vanwege de verscheidenheid aan super-actiefiguren die het vertegenwoordigt. De myo-elektrische functionaliteit maakt het mogelijk voor de gebruiker om een zekere mate van controle over hun 3D-geprinte armprothese te hebben.
3. 3D-geprinte prothesevoet: Prothesenvoeten staan gebruikers toe te lopen. Deze worden meestal gemaakt met elastische hielconfiguraties of solid ankle cushioned heels (SACH). Upya door Exoneo is een betaalbare, dynamische en volledig biomechanische prothesevoet die de echte anatomie van de teen, enkel en hiel nabootst. Dit stelt gebruikers in staat om hetzelfde gevoel als een natuurlijke voet te ervaren.

Voor meer informatie, bekijk onze online 3D-printservice voor uw behoeften.

Is het veilig om 3D-geprinte prothesen te gebruiken?

Ja, het is veilig om 3D-geprinte prothesen te gebruiken, mits de juiste specificaties en productkwaliteit worden gehaald. De kracht en kwaliteit van de materialen die in het bouwproces gebruikt worden, zullen de basis zijn voor het meten van de veiligheid van 3D-geprinte prothesen. Onjuiste materialen breken meestal gemakkelijk vanwege hun onvermogen om het gewicht van de gebruiker te dragen of te ondersteunen.

Wat zijn de voordelen van 3D-geprinte prothesen?

Prothesen 3D-printen biedt veel voordelen vergeleken met de conventionele tegenhanger. Een hoofddoel is de schaal- en uitlijningsoptie van de 3D-geprinte modellen. Een ander is de kosten- en tijdefficiëntie die het biedt alsook de materiaalbeschikbaarheid.

Wat zijn de materialen gebruikt in 3D-geprinte prothesen?

De materialen die in 3D-geprinte prothesen gebruikt worden, zijn diegene die duurzaam en lichtgewicht zijn, zoals plastic. Als extra voordeel omvat de interne structuur lichtgewicht materialen: koolstofvezel, titanium of aluminium. Het gewicht van een kunstmatige prothese hangt doorgaans af van het type prothese en het bestandmateriaal. Een 3D-geprinte prothese boven de knie weegt ongeveer 1,54 kg, terwijl de traditionele tegenhanger gemiddeld 3,62 kg weegt.

Hoe lang duren 3D-geprinte prothesen?

Een prothese die correct geproduceerd is, zal ongeveer 3-5 jaar duren. Een kind dat snel groeit, zou echter van tijd tot tijd vervangingen vereisen. Dit is omdat het lichaamsdeel waaraan het item bevestigd is, de 3D-geprinte prothese zou hebben uitgegroeid.

Zijn 3D-geprinte prothesen duur?

Nee, 3D-geprinte prothesen zijn niet duur - vooral vergeleken met traditionele prothesen. U kunt een werkende 3D-geprinte prothese krijgen voor $395. De conventionele typen worden meestal voor duizenden dollars verkocht.

Hoeveel kosten 3D-geprinte prothesen?

3D-geprinte prothesen zijn doorgaans kosteneffectief, maar sommige high-end-ontwerpen zijn duur. De Hero 3D-geprinte prothese-arm, gecreëerd door Open Bionics, heeft bijvoorbeeld een prijsbereik van $10.000-$20.000. Het is enigszins goedkoper dan de conventionele bionische prothese-arm. Sommige charitatieve organisaties, zoals Kinetic - opgericht door Mat Bowtell, en Free 3D Hands - hebben gratis 3D-geprinte prothesen-armen aan velen gedistribueerd. Ze hebben ook assemblagehandleidingen gecreëerd voor hen die hun eigen prothesen thuis willen maken.

Een opvallende online marktplaats voor de aankoop van 3D-geprinte prothesen is Indiamart.

Wat is de toekomst van 3D-geprinte prothesen?

3D-geprinte prothesen zijn nog in hun kinderschoenen maar hebben groot potentieel. Echter, het zou fout zijn aan te nemen dat de technologie de traditionele tegenhanger volledig zal vervangen. Bovendien is een belangrijke factor de acceptatie in de medische industrie. De eerste 3D-geprinte bionische arm is klinisch goedgekeurd; als regelgevende instanties belang tonen en hun goedkeuring geven, zal prothesen 3D-printen meer ingang vinden in de samenleving.

Disclaimer

De inhoud op deze webpagina is uitsluitend bedoeld voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele representatie of garantie van welke aard dan ook, uitdrukkelijk of impliciet, wat betreft de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en typen materialen of processen mogen niet worden geïmpliceerd als vertegenwoordigend voor wat door derden leveranciers of fabrikanten via Xometry's netwerk geleverd zal worden. Kopers die offertes voor onderdelen aanvragen, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke eisen voor die onderdelen. Raadpleeg onze voorwaarden voor meer informatie.