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SLS 3D打印 | 打造定制化康复辅具的神兵利器

发表时间:2021-12-10 10:25:13

SLS 3D打印 : 打造定制化康复辅具的神兵利器

 

      康复辅助器具是改善、补偿、替代人体功能和实施辅助性治疗以及预防残疾的产品。包括各类矫形器与假肢、个人移动辅助器具、沟通和信息辅助器具、个人医疗辅助器具等。康复辅助器具作为“定制化”属性MAX的产品,应该真正的适用于每个患者独特的实际情况,并且符合“精准医疗”的理念,所以3D打印技术凭借其对定制化产品的快速响应、灵活生产的能力,非常适合在该领域深入应用。相较于传统制作工艺,采用三维扫描+数字化设计+3D打印的“组合拳”,能够“直击”康复辅具制作工艺繁复的痛点,并且更容易通过设计优化来提升患者的使用体验和康复效果。

在各类3D打印技术中,选择性激光烧烧结技术(SLS)更适合用于制作康复辅具,因为SLS技术使用多种高分子材料为基材,打印零部件的机械性能和耐久性拉满,可选择的材料种类也非常多,包括尼龙11、尼龙12、尼龙6以及柔性TPU材料、复合高分子材料等,打印完成后还可以做化学蒸汽平滑处理,韧性更强,且防水防汗,防止细菌滋生。

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博鱼体育SLS打印腕部护具经AMT化学蒸汽平滑处理前后对比

 

    可以用于打印各类矫形器、康复头枕、鞋垫、假肢等产品,并且打印速度快,可以满足小批量生产的要求,可谓是打造定制化康复辅具的神兵利器。

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博鱼体育SLS 3D打印技术制作的各类康复产品

 

①  足踝矫形器

足踝矫形器是一种用于控制足踝部运动的装置,可用于固定关节炎、骨折损伤部位和纠正足踝部畸形。批量生产的矫形器型号有限,无法提供个体化的服务以实现最佳矫形效果。定制的足踝矫形器虽解决了上述问题,但传统石膏矫形器,取模制作效率低,对医师工艺技巧要求高,工作环境杂乱传,并且贴合度有限,外观单一不透气。

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传统石膏足踝矫形器的制作流程

 

3D打印的足踝矫形器应用逆向工程和快速成型技术,在大幅降低个体化足踝矫形器制作难度、缩短制作时间的同时,可实现与定制的足踝矫形器相同,甚至更佳的效果,例如轻量化镂空设计等。同时近乎注塑尼龙材料性能确保产品使用的耐用性能。

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三维扫描 + 3D打印技术制作的足踝矫形器

 

②  脊柱侧弯矫形器

      脊柱侧弯是一种常见的疾病,多见于青少年,其发病率已达5%以上。一般侧弯在20°以内的特发性脊柱侧凸可先不做治疗,而是进行严密的观察;但如果侧弯在30-40°,或者每年加重5°,就需要通过穿戴支具、或者理疗等方式进行治疗。再严重的情况就会影响心肺等器官,要通过手术来治疗。当然脊柱手术存在风险大、费用高昂的问题,除非万不得已,都建议使用非手术的方式治疗。其中最主要和最可靠的保守方法就是支具治疗。

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      传统制作矫形器需要石膏取病人身体模型结合X光片制作,工艺流程对患者和矫形师来说都十分繁琐。一个矫形师一天最多制作3-5个病人的矫形器。CT或3D扫描结合3D打印制作将会大大降低矫形师工作强度,提高生产效率。

 

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传统石膏脊椎矫形器的制作流程较繁复,患者体验较差

 

      利用SLS 3D打印技术可以做出完全贴合患者软组织特征的产品,同时支持增加大量镂空结构,减轻支具佩戴重量,增加透气性。

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博鱼体育SLS 3D打印脊椎矫形器制作流程简捷,穿戴体验更好

 

③  鞋垫

      通过足部测量、足底压力测试以及步态分析,可以为足部病患者打印个性化的足部矫形鞋垫,缓解脑瘫患者、糖尿病患者、足部内外翻、扁平足等人群的走路不平稳问题。博鱼体育三维携手上海交大利用先进打印技术、动作捕捉步态分析,共同展开这方面研究。并加速开发相关产品。

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博鱼体育SLS 3D打印矫形鞋垫制作流程

 

④  头枕

      现在人们的工作和生活节奏越来越快,并且长期低头看手机和电脑,引发的颈部肌肉劳损、颈椎前倾、颈背的僵硬和疼痛很常见,在睡觉的时候就尤其需要一个适合自己正常颈椎曲线的枕头,才能够真正起到缓解疲劳,改善颈椎曲度,并且提高睡眠质量的效果。

      相较于市面上乳胶枕,利用三维扫描+X光+SLS 3D打印技术制作的TPU康复头枕能够更完美的适配每个人的颈部曲线,而且TPU材料相较于发泡乳胶而言对头部的承托能力更强,受压后的变形更小,可以长期使用不变形,可以有效帮助用户缓解颈部疲劳,达到慢慢矫正颈椎曲线的效果。

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博鱼体育SLS 3D打印康复头枕对颈部曲线的矫正效果

 

      最后,博鱼体育与上海交通大学医学转化学院、中山陈星海医院深度合作,在广东中山建立了3D打印应用中心,设置骨科应用和康复应用科室,并已经开始SLS 3D打印康复辅具的市场化进程,不断有新的产品推出,为病患提供精准医疗解决方案。

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博鱼体育与上海交大医学研究院和陈星海医院合作建设的3D打印应用中心

 

      在数字化医疗加速发展的今天,我们欣喜的看到:越来越多的医疗从业者正在去了解、使用3D打印技术,同时又有大批3D打印企业将目光投向医疗领域,并努力探索新的应用和价值,医工双方都在积极的相向而行,为医疗与3D打印行业的发展添砖加瓦,据此我们有理由相信,3D打印技术在数字化医疗领域大规模普及使用的一天很快就会到来。