Využití 3D tisku se rychle rozvíjí v různých odvětvích, včetně letectví, obrany, automobilového průmyslu a zejména zdravotnictví. Zároveň tato technologie přinesla výrobní možnosti do kanceláří, domácností,učeben, univerzitních laboratoří a malých podniků, čímž rozpoutala tsunami kreativity a inovací.

„3D tisk existuje již desítky let….. Novinkou je, že 3D tisk dosáhl cen a nákladů přijatelných pro spotřebitele, nové materiály a techniky umožňují nové věci a internet to vše propojuje,“ uvádí se ve zprávě 3D Printing and theFuture of Manufacturing (3D tisk a budoucnost výroby) společnosti Computer Sciences Corporation, Falls Church, Virginia, z roku 2013.

3D tisk podnítil zájem i ze strany O&P komunity, což se odráží ve výzkumu, prezentacích na odborných a vědeckých konferencích, výzkumných a vývojových iniciativách a nových produktech na trhu. Vlna nového vývoje v oblasti protetiky mimo profesi O&P však vyvolala zájem i obavy ze strany O&P komunity. Ačkoli se tento článek zaměřuje na protetiku horních končetin, podíváme se také na některé inovace v ortotice a protetice dolních končetin.

Underserved Population Gets a Helping Hand

Stories about high school and universitystudents, engineers, healthcare professionals,and hobbyists creating prothetichands for children with amputationsor congenital limb deficiencieshaven have been garnering media attentionand attracting public curiosity. Zájem o pomoc druhým se snoubí s tvůrčím nadšením pro technologické inovace, které podporují cenově dostupné 3D tiskárny, levné materiály a otevřené, stažitelné soubory pro tisk.Tato technologie je také slibná při uspokojování potřeb O&P pro humanitární mise v rozvojových zemích nebo v oblastech těžce zasažených válečnými konflikty a přírodními katastrofami, říká Jeff Erenstone, CPO,Mountain Orthotic and ProstheticServices, Lake Placid, New York.

Jednou z organizací v popředí je e-NABLE (www.enablingthefuture.org), kterou v roce 2013 založil doktor JonSchull, vědecký pracovník v Media Arts Games Interaction CreativityCenter na Rochester Institute ofTechnology. Celosvětová síť dobrovolníků se rychle rozrůstá; Schull odhaduje, že nyní jich je asi 6300 a každý týden se rozrůstá asi o 1 procento, přičemž v současné době je zařízení poskytnuto alespoň jednomu příjemci v přibližně 40 zemích.

Protože děti z protéz rychle vyrostou a protože jsou aktivní a energické, jsou na svá zařízení náročné, náklady na poskytnutí tradičních protéz jsou pro většinu rodin neúnosné. Děti se tedy obejdou bez nich. „A i když mají tradiční protézy, často je odmítají,“ komentuje Schull.

„S dětmi jsme vlastně ve sladké situaci,“ pokračuje. „Chladné superdesigny a funkce podobné hračkám je pro děti činí atraktivními; jejich kamarádi tyto přístroje také obdivují. Takže to má jak psychosociální, tak funkční výhody.“

„Když to uděláte tak, aby to vypadalo jako robot, a dáte to osmiletému dítěti, bude nejoblíbenějším dítětem ve třídě,“ dodává Erenstone, dobrovolník společnosti e-NABLE.

e-NABLE: Co je k dispozici, co se chystá

Většina zařízení, která dobrovolníci e-NABLE poskytují, jsou částečné ruce vyžadující, aby příjemce měl nepoškozené zápěstí; transradikální a dokonce i transhumerální zařízení se však vyvíjejí nebo jsou ve fázi beta testování, než budou veřejně uvolněna. Několik příjemců rukou a jejich rodinných příslušníků se za to odvděčuje tím, že se sami stávají dobrovolníky a vyrábějí další zařízení, a někteří příjemci se dobrovolně hlásí jako beta testeři nových zařízení.

Na webových stránkách e-NABLE je uvedena myoelektrická protéza pro lidi s transhumerálními odlišnostmi končetin, ruka bez končetin, vytvořená studentským týmem na University of Central Florida (UCF) pod vedením doktoranda inženýrství Alberta Manera. Přestože jsou soubory s otevřeným zdrojovým kódem k dispozici ke stažení a komponenty a materiály lze zakoupit v běžně dostupných spotřebitelských obchodech, návrh vyžaduje rozsáhlé elektrotechnické znalosti, čas a robustnější tiskárnu, než má většina dobrovolníků, upozorňuje e-NABLE. Tým UCF vytvořil neprofesionální organizaci Limbitless Solutions(www.limbitless-solutions.org), která může protézy poskytnout za přibližně 350 dolarů v ceně materiálu.

Obavy ohledně bezpečnosti, regulace

Komunita O&P vyjádřila obavy ohledně bezpečnosti dobrovolníky navržených a vytištěných 3D zařízení, která postrádají vstup profesionálních protetiků a nebyla schválena U.S.A.S.Food and Drug Administration (FDA).

Americká ortotická &protetická asociace (AOPA) vydala v únoru prohlášení, které vyjadřuje tyto obavy. „Jsme zaujati nově vznikajícími 3D technologiemi, které byly popsány v několika nedávných zprávách v televizi, tisku a internetových médiích, přičemž upozorňujeme, že v mnoha případech uváděná péče zahrnuje případy, které nejsou plně v souladu s pravidly FDA a/nebo federálními či státními licenčními a akreditačními požadavky.“ Schullpoznamenává, že tyto obavy sdílí a že úředníci FDA práci společnosti e-NABLE podporují, jak se vyjádřil úředník FDA Matthew DiPrima během lednového festivalu Science in 3D: 2015 BioinformaticsFestival.

Vyjádření AOPA rovněž odráží obavy protetiků z nepřesného informování o nákladech na tradiční protézy horních končetin.

Nejsou to plnohodnotné protézy

Snad s bezpečnostními a regulačními obavami souvisí rozdíl, který není dobře pochopen médii a širokou veřejností, že totiž dobrovolně vytištěná3D zařízení nejsou podle jejich výrobců ve skutečnosti plně funkčními protézami. Schull pohotově poukazuje na omezení částečných ručních zařízení. Jak je uvedeno na webových stránkách společnosti e-NABLE, zařízení vyrobená podle jejích návrhů by měla být vnímána jako nástroje, nikoliv jako plně funkční protézy. pomáhají dětem při provádění jednoduchých úkonů, jako je držení láhve s vodou, zatímco v druhé ruce drží svačinu, používání obou rukou při jízdě na kole nebo chytání míče. Webové stránky varují, že tyto pomůcky neudrží více než několik kilogramů váhy a síla úchopu není dostatečně silná na to, aby bylo možné hrát si na opičí dráze, pracovat s brzdami kola, dělat stojany nebo podobné činnosti. dobrovolníci a příjemci jsou o těchto omezeních informováni.

Erenstone zmiňuje, že jeho diskuse se Schullem pomohly dodat společnosti e-NABLE náhled na hodnotu a nutnost zapojení profesionálně vyškolených protetiků do vývoje a používání zařízení. Schull chce oslovit komunitu O&P. Spolu s Erenstonem přednesli na nedávném Národním shromáždění AOPA dopolední generální sekci na téma „The Brave New World of 3D PrintedDevices: Odpoledne se konal workshop, na kterém si účastníci mohli sami vyzkoušet 3D tisk. Schull také přednášel na generálním zasedání sympozia International Society for Prostheticsand Orthotics (ISPO) Canada 2. října.

„Rádi spolupracujeme s profesionály a zahrnujeme je mezi naše dobrovolníky i poradce,“ říká Schull. „Cílemjerozvíjet nové možnosti avytvářet nové možnosti pro uživatele i profesionály. Velmi dobře si uvědomuji, že můžeme sloužit jen velmi malému procentu lidí, kteří potřebují asistenční pomůcky, protézy nebo ortézy.“ Protetici a ortotici jsou nezbytnou součástí zdravotnického ekosystému při rozhodování o tom, které případy potřebují jaký druh systémů. Pokračuje: „Opravdu bychom rádi spolupracovali s komunitou O&P; pro všechna tato řešení je zde místo. Není naším cílem podkopávat velmi cennou profesi, která umožňuje to, co děláme, a dělá to, co dělat nemůžeme.“

Falešný obraz pro politiky, veřejnost?

Někteří lékaři O&P a další zainteresované strany vyjádřili znepokojení nad obrazem vytvořeným v médiích, který jako by ztotožňoval protézu ruky vyrobenou 3D tiskem, která má relativně jednoduchou technologii a omezenou funkci, s funkcí, pevností a trvanlivostí komplexní, profesionálně navržené, vyrobené a nasazené protézy horní končetiny, a navíc značně nadsazuje náklady na profesionálně poskytované protézy.

„Jako protetici se cítíme velmi sebejistí, pokud jde o uložení zásuvky, vlastnosti materiálu a práci s pacienty,“ upozorňuje Gerry Stark Jr, MSEM, CPO/L,FAAOP, starší klinický specialista na horní končetiny, Otto Bock HealthCare, Austin, Texas. „Všechny tyto kompetence jsou s 3D tiskem stále nesmírně cenné a relevantní. V podstatě lze 3D tisk považovat za sofistikovanou a novou formu technologie, která pomáhá ve výrobním procesu. Mám pocit, že protetik je stále klíčový při řízení tohoto vztahu mezi pacientem a klientem, aby mohl tuto technologii implementovat a optimalizovat.“ Stark pokračuje: „Co značně znepokojuje protetiky, je to, že někteří tvůrci politik vycházejí z mylného předpokladu, že amputovaní mohou proces montáže obejít. Existuje technologicky naivní představa, že by si pacienti mohli jednoduše nechat změřit zbytky končetin, naskenovat je a soubor odeslat do výrobního centra. Pacient by pak obdržel plně funkční a trvanlivou protézu mnohem levněji než prostřednictvím protetika. Vždy však bude potřeba, aby byl k dispozici vyškolený protetický odborník, který by tuto novou technologii přizpůsobil a optimalizoval.“

Další protetičtí odborníci se vyjadřovali na veřejných fórech, jako je například konference OANDP-L. Mnohé z jejichkomentářů by se daly shrnout slovy: „Lidé si budou myslet, že okrádáme veřejnost.“

William Layman, CPO, BOCO,BOCP, spolumajitel se svou ženou Sharon Layman, CFOM, COF, CMF, společnosti Innovative Orthotics & Prostheticsof Louisiana, Kenner, říká: „Existuje spousta zavádějících informací o nákladech na tradiční protetické pomůcky a v tvrzeních o tom, co dokážou.“Layman je zastáncem potenciálu 3D tisku a vyvíjí3D tištěnou protézu nohy s dobrýmivýsledky. Layman také vlastní firmu InnovativeDigital Manufacturing of Louisiana,Kenner, která vyrábí širokou škálu výrobků tištěných 3D tiskem.

3D tisk ve vzdělávání

„Nadace Enable Community vyvíjí úložiště dat azkušeností získaných těmi, kdo se podílejí na procesu dobrovolného tisku, a stává se centrem pro výzkum několika témat,“ říká Schull. „Uvítali bychom možnost pokračovat ve spolupráci s profesionálními protetiky a ortotiky.“

Ředitelka programů Maria Esqueladespíše o e-NABLE Educators’Exchange a iniciativě e3STEAM: „Dávají formálním i neformálním pedagogům šanci něco společně vyvinout nebo vyvinout a sdílet s ostatními, učit ostatní a vytvářet makerspaces.“ Poznámka autora: Makerspacesjsou kreativní prostory, někdy nazývanéhackerspaces nebo fablabs, kde se lidé scházejí, aby tvořili a učili se.

Národní komise pro ortotické a protetické vzdělávání (NCOPE) ve své zprávě o vzdělávacím summitu v roce 2015 uvádí: „3D tisk může nakonec nabídnout pohodlný způsob výroby zařízení, ale vhodná aplikace nových technologií bude záviset na dobře kvalifikovaných odbornících. takové technologie jsou příležitostí pro – nikoli hrozbou pro – profesi.“

Zasedání a prezentace o 3D tisku se začínají objevovat na odborných konferencích a některé školy O&P akreditované NCOPE a Commissionon Accreditation of Allied Health Education Programs(CAAHEP) přidávají do svých programů informace o 3D tisku.

V programu 15. světového kongresu ISPO, který se konal 22.-25. června ve francouzském Lyonu, byla uvedena tato poznámka: „Kromě neustálého zdokonalování, které je patrné u P&zařízení… se letos objevila nová oblast vývoje – technologie 3D nebo aditivního tisku. Ty jsou mimořádně vhodné pro výrobu osobně přizpůsobených zařízení.“

Prosthetic Design Inc. (PDI), Clayton, Ohio, spolupracujes Century College a Baker College na vývoji3D sezení pro jejich programy O&P techniků, podle Brada Poziemba, LP. „Stavíme tiskárnu pro Baker College; budou na ní školit své techniky.“ Tiskárna PDI dokáže vyrobit zásuvky mnohem rychleji než tradiční výroba, a poskytuje tak zrychlené školení, dodává. Společnost PDI úspěšně vyvinula odolnou, trvanlivou 3D tištěnou protézu dolní končetiny na základě technologie vyvinuté na Northwestern University, říká Poziembos. „Pacienta mohu naskenovat a nasadit ještě týž den. Mohou odejít na oběd, vrátit se asi za hodinu a půl a já pro ně mohu mít připravenou patku.“

Nový vývoj v oblasti protetiky dolních končetin, ortotiky

Na křižovatce, kde se setkávají estetika, průmyslový design aO&P, některé novinky v oblasti 3D tištěných ortéz a krytů protéz dolních končetin ukazují schopnost 3D tisku ukázat individualitu uživatele.

V roce 2012 získala společnost 3D Systems, Rock Hill, Jižní Karolína, firmuBespoke Innovations, San Francisco, která se proslavila kryty protéz dolních končetin, jež vytvořil průmyslový designér ScottSummit. Společnost UNYQ, San Francisco, spolupracuje se společností 3D Systems na komercializaci protetických obrub, ortéz a sádrových odlitků společnosti 3D Systems.UNYQ spolupracuje se společností Ottobock, Duderstadt, Německo, na poskytování kosmetických obrub dolních končetin vyrobených z různých materiálů v závislosti na volbě uživatele. Tento měsíc společnost UNYQ rovněž uvede na trh3D-tiskem vyrobené protetické obruby pro horní končetiny.

V oblasti ortotik společnost UNYQ uvedla na trh limitovanou verzi3D-tiskem vyrobené ortézy pro koliózu vyvinutou společností 3D Systems. Podle nepublikované pilotní studie provedené v dětské nemocnici UCSF Benioff v Oaklandu v Kalifornii týmem personalizovaných zdravotnických prostředků společnosti 3D Systems ve spolupráci s doktorem Jamesem Policym ze Stanfordské univerzity a doktorem Robertem Jensenem z ortopedické kliniky Laurance v Oaklandu dosáhla ortéza podobné úrovně korekce křivek jako ortéza Boston Brace, ale děti a dospívající ji v drtivé většině upřednostňovali pro její atraktivní vzhled.

„Něco, co v našem odvětví chybí, je personalizace, a my jsme ve skutečnosti nepřijali digitální revoluci jako ,“ říká generální ředitel a spoluzakladatel společnosti UNYQ Eythor Bender. „V příštích pěti letech změní 3D tisk náš průmysl v mnoha ohledech. V UNYQpracujeme s O&Průmyslem na maximalizaci potenciálu.“

Erenstone založil novou společnost Create Prosthetics, Lake Placid, a vyvinul některé protetické kryty. „Máme exkluzivní použití pružnéhomateriálu – ne jako křehký plast, který praskne, když do něčeho narazíte,“ vysvětluje. „Je mnohem odolnější a přizpůsobí se noze. Budeme se specializovat tím, že budeme dělat skvělou estetiku. Nedávno jsme měli válečného veterána, který chtěl na své protézeRosie the Riveter, tak jsme to udělali. Můžeme dělat i kryty v tělové barvě, ale je zábavné dělat kryty, které vyjadřují zájmy.“

Současnost a budoucnost

Ačkoli 3D tisk začíná mít v O&P vliv, zdá se, že důraz je v tuto chvíli kladen spíše na potenciál než na současné využití. „Myslím, že je to blízko, ale ještě to není úplně ono, pokud jde o trvanlivost a nákladovou a časovou konkurenceschopnost s tradičními metodami výroby konstrukčních zařízení O&P,“ říká Jim Colvin, ředitel výzkumu a vývoje společnosti WillowWood, Mt. Sterling, Ohio. Společnost WillowWoodzkoumala 3D tisk a v současné době pracuje na projektu. „Materiály a procesy se musí zlepšit, ale myslím, že je jen otázkou času, než technologie pokročí do té míry, že bude komerčně využitelná pro běžné O&P zařízení.“

„3D tisk má určitá omezení,“ říká Sam Hale, CPO,ředitel protetiky, Fillauer CompaniesInc., Chattanooga, Tennessee. „Chybí trvanlivost a strukturální slabiny. Existují způsoby, jak materiál zpevnit, ale je to drahé. Nicméně sledujemevývoj a využíváme technologie, které jsou k dispozici, kdykoli je to možné.“

„Vidím, že obor bude i nadále přijímat3D tisk, ať už na jakékoliv úrovni, protože tu rozhodně zůstane,“ říká TracySlemker, CPO/L, FAAOP, prezident a zakladatel Dayton Artificial Limb,Ohio, a PDI.

„To, jak vyrobíme ortézu nebo protézu, je druhotné ve srovnání s řízením péče o pacienta,“ říkáDennis Clark, CPO, prezident společnosti Clark& Associates Prosthetics and Orthoticsand O&P1, Waterloo, Iowa. „Pokaždé, když přijdeme s novým způsobem měření nebo výroby, lidé říkají: „Dělají to tak jednoduše, že to zvládne každý.“ Všechny výrobní techniky nám jen umožňují soustředit se na naši práci, kterou je řízení protetické a ortotické péče, s cílem zlepšit funkci, zdraví a kvalitu života pacientů, kterým sloužíme.“

Miki Fairley je spisovatel na volné noze z jihozápadního Colorada. Můžete ji kontaktovat e-mailem na adrese .

.