Zastosowanie druku 3D rozwija się szybko w różnych branżach, w tym w przemyśle lotniczym i kosmicznym, obronnym, motoryzacyjnym, a zwłaszcza w opiece zdrowotnej. Jednocześnie technologia ta wprowadziła możliwości produkcyjne do biur, domów, sal lekcyjnych, laboratoriów uniwersyteckich i małych firm, wyzwalając tsunami kreatywności i innowacji.

„Druk 3D istnieje od dziesięcioleci…. Nowością jest to, że druk 3D osiągnął przyjazne dla konsumenta ceny i zasięg, nowe materiały i techniki umożliwiają tworzenie nowych rzeczy, a Internet wiąże to wszystko razem”, według raportu z 2013 r., „3D Printing and theFuture of Manufacturing”, opracowanego przez Computer Sciences Corporation, Falls Church, Virginia.

Druk 3D wzbudził zainteresowanie społeczności O&P, co znalazło odzwierciedlenie w badaniach, prezentacjach na profesjonalnych i naukowych konferencjach, inicjatywach badawczo-rozwojowych i nowych produktach na rynku. Jednakże, fala nowych osiągnięć w protetyce poza zawodem O&P wywołała zarówno zainteresowanie, jak i zaniepokojenie społeczności O&P. Chociaż ten artykuł koncentruje się na protetyce kończyn górnych, przyjrzymy się również niektórym innowacjom w ortotyce i protetyce kończyn dolnych.

Underserved Population Gets a Helping Hand

Opowieści o uczniach szkół średnich i wyższych, inżynierach, pracownikach służby zdrowia i hobbystach tworzących protezy dla dzieci po amputacjach lub z wrodzonymi wadami kończyn przyciągają uwagę mediów i wzbudzają ciekawość opinii publicznej. Zainteresowanie pomaganiem innym zbiega się z twórczą pasją do innowacji technologicznych napędzanych przez niedrogie drukarki 3D, tanie materiały i pliki open source, które można pobrać do druku. Technologia ta jest również obiecująca w zaspokajaniu potrzeb O&P dla misji humanitarnych w krajach rozwijających się lub obszarach dotkniętych działaniami wojennymi i klęskami żywiołowymi, mówi Jeff Erenstone, CPO, Mountain Orthotic and ProstheticServices, Lake Placid, Nowy Jork.

Jedną z organizacji na czele jest e-NABLE (www.enablingthefuture.org), założona w 2013 r. przez JonaSchulla, PhD, naukowca badawczego wMedia Arts Games Interaction CreativityCenter w Rochester Institute ofTechnology. Światowa sieć wolontariuszy rośnie w szybkim tempie; Schull szacuje, że obecnie liczy około 6300 osób i rośnie o około 1 procent każdego tygodnia, przy czym urządzenia są obecnie dostarczane do co najmniej jednego odbiorcy w około 40 krajach.

Ponieważ dzieci szybko wyrastają z protez, a będąc aktywnymi i energicznymi, są twarde na swoich urządzeniach, koszty zapewnienia tradycyjnych protez są dla większości rodzin zaporowe. Tak więc, dzieci zrobić bez. „A nawet jeśli mają tradycyjne protezy, często je odrzucają”, komentuje Schull.

„W przypadku dzieci, jesteśmy właściwie w słodkim miejscu”, kontynuuje. „Fajne, superprojekty i cechy przypominające zabawki sprawiają, że są one atrakcyjne dla dzieci; ich przyjaciele również je uwielbiają. Są więc korzyści zarówno psychospołeczne, jak i funkcjonalne.”

„Kiedy sprawisz, że będzie wyglądał jak robot i dasz go ośmiolatkowi, będzie on najpopularniejszym dzieckiem w klasie”, dodaje Erenstone, wolontariusz e-NABLE.

e-NABLE: Co jest dostępne, co nadchodzi

Większość urządzeń, które wolontariusze e-NABLE dostarczają, to częściowe ręce wymagające od odbiorcy posiadania nienaruszonego nadgarstka; jednakże, urządzenia transradialne i nawet transhumeralne są opracowywane lub są w fazie testów beta przed ich publicznym wypuszczeniem. Kilka rąk odbiorców i członków rodziny są payit forward stając volunteersthemselves, co więcej urządzeń, a niektóre odbiorcy są wolontariusze jako nowe urządzenia beta testerów.

Zawarte na stronie internetowej e-NABLE jest myoelectric protezy dla osób ztranshumeral różnice kończyn, ramięLimbitless, stworzony przez zespół studentów na Uniwersytecie Środkowej Florydy (UCF) prowadzony przez inżynierii doctoralstudent Albert Manero. Chociaż pliki open-source są dostępne do pobrania i komponentów imateriałów można kupić w powszechnie dostępnych detalistów konsumentów, projektrequires rozległą wiedzę elektryczną, czas, i bardziej solidne drukarki niż większość wolontariuszy mają, e-NABLE wskazuje. Zespół UCF stworzył nonprofitorganization, Limbitless Solutions (www.limbitless-solutions.org), który możeprovide protezy dla około $350in materiałów cost.

Safety, Regulatory Concerns

The O&P wspólnota ma voicedconcern nad bezpieczeństwem ochotników-designed-and-printed 3D devices thatlack the input of professional prosthetistsand have not been approved by the U.S.Food and Drug Administration (FDA).

The American Orthotic & ProstheticAssociation (AOPA) wydał oświadczenie w lutym, który wyraża theseconcerns. „e są zaintrygowani przez wschodzących technologii 3Doutlined w kilku ostatnich telewizji, druku i internetowych raportów medialnych, jednocześnie zauważając, że w wielu przypadkach opieki featured obejmuje instancje, któredo pełnego przestrzegania zasad FDA i / lub federalne lub stanowe licencje i wymagania akredytacyjne.” Schullnotes że podziela tę obawę i że urzędnicy FDA zostały supportiveof e-NABLE’s pracy, jak wyrażone przezFDA urzędnik Matthew DiPrima podczas Science in 3D: 2015 BioinformaticsFestival w styczniu.

The AOPA oświadczenie również reflectedconcern przez protetyków nad inaccuratereporting kosztów tradycyjnych protez górnej kończyny.

Not Full-Fledged Prostheses

Prawdopodobnie związane z bezpieczeństwem i regulacyjne obawy jest rozróżnienie, które nie jest dobrze rozumiane przez media i ogół społeczeństwa, że wolontariusz-drukowane3D urządzenia nie są faktyczniefully funkcjonalne protezy, accordingto ich producentów. Schull jest szybki, aby wskazać na ograniczenia urządzeń częściowej ręki. Jak zauważono na stronie internetowej e-NABLE, urządzenia produkowane z jegodesigns powinny być postrzegane jako narzędzia, a nie jako w pełni funkcjonalne urządzenia protetyczne.They pomóc dzieciom w wykonywaniu prostych zadań, takich jak trzymanie butelki wody podczas trzymania przekąskę w drugiej ręce, przy użyciu dwóch rąk do jazdy na rowerze, lubcatching piłkę. Strona internetowa ostrzega, że urządzenia te nie mogą utrzymać więcej niż kilka kilogramów wagi, a siła uchwytu nie jest wystarczająco mocna, aby bawić się na barach dla małp, obsługiwać hamulce rowerowe, robić robótki ręczne lub wykonywać podobne czynności.Wolontariusze i odbiorcy są informowani o ograniczeniach.

Erenstone wspomina, że jego dyskusje z Schullem pomogły e-NABLE uzyskać wgląd w wartość i konieczność zaangażowania profesjonalnie wyszkolonych protetyków w rozwój i zastosowanie urządzeń. Schull jest chętny do dotarcia do społeczności O&P. On i Erenstone zaprezentowali poranną sesję ogólną na niedawnym Zgromadzeniu Narodowym AOPA na temat „The Brave New World of 3D PrintedDevices: Challenges and Opportunities” wraz z popołudniowymi warsztatami dla uczestników, którzy mogli spróbować swoich sił w druku 3D. Schull zaprezentował również podczas sesji generalnej Sympozjum Międzynarodowego Towarzystwa Protetyki i Ortotyki (ISPO) w Kanadzie 2 października. „Celem jest rozwijanie nowych możliwości i tworzenie nowych opcji dla użytkowników, jak również profesjonalistów. Jestem bardzo świadomy, że możemy obsłużyć tylko bardzo mały procent ludzi, którzy potrzebują urządzeń wspomagających, protez lub ortez. Protetycy i ortotycy są istotną częścią ekosystemu opieki zdrowotnej w podejmowaniu decyzji, które przypadki potrzebują jakiego rodzaju systemów.” Kontynuuje, „Naprawdę chcielibyśmy współpracować ze społecznością O&P; jest miejsce dla wszystkich tych rozwiązań. Nie jest naszym celem podważanie bardzo wartościowego zawodu, który sprawia, że to, co robimy jest możliwe i robi to, czego my nie możemy zrobić.”

Fałszywy obraz dla decydentów, społeczeństwa?

Niektórzy klinicyści O&P i inne zainteresowane strony wyraziły zaniepokojenie obrazem generowanym przez media, które wydają się utożsamiać protezę ręki wydrukowaną w 3D, która ma stosunkowo prostą technologię i ograniczoną funkcję z funkcją, siłą i trwałością złożonej, profesjonalnie zaprojektowanej, wykonanej i dopasowanej protezy kończyny górnej, a także znacznie zawyżają koszty profesjonalnie wykonanych protez.

„Jako protetycy, czujemy się bardzo confidentwith gniazdo dopasowanie, właściwości materiału, i pracy z pacjentami,” pointsout Gerry Stark Jr, MSEM, CPO/L,FAAOP, starszy specjalista kliniczny w zakresie kończyn górnych, Otto Bock HealthCare, Austin, Texas. „Wszystkie te kompetencje są nadal niezwykle cenne i istotne w przypadku druku 3D. Zasadniczo, druk 3D może być uważany za wyrafinowaną i nowatorską formę technologii wspomagającej proces wytwarzania. Moje odczucie jest takie, że protetyk jest nadal kluczowy w zarządzaniu tą relacją pacjent-klient w celu wdrożenia i optymalizacji tej technologii. „Stark kontynuuje, „To co bardzo niepokoi protetyków to fakt, że niektórzy decydenci robią błędne założenie, że osoby po amputacjach mogą ominąć proces dopasowania. Istnieje takie technologicznie naiwne przekonanie, że pacjenci mogliby po prostu zmierzyć swoją szczątkową kończynę, zeskanować ją, a plik wysłać do centrum produkcyjnego. Pacjent otrzymałby w pełni funkcjonalną i trwałą protezę znacznie taniej niż za pośrednictwem protetyka. Jednakże, zawsze będzie musiał być przeszkolony protetyk dostępny, aby dopasować i zoptymalizować tę nową technologię.”

Inni specjaliści od protetyki ważyli się na forach publicznych, takich jak OANDP-L listserv. Wiele z ich komentarzy można podsumować jako, „Ludzie pomyślą, że zdzieramy z opinii publicznej.”

William Layman, CPO, BOCO,BOCP, współwłaściciel wraz z żonąSharon Layman, CFOM, COF, CMF, Innovative Orthotics & Prostheticsof Louisiana, Kenner, mówi, „Therefs alot of misleading information out thereon the costs of traditional prostheticdevices and in claims about what the can do.”Layman jest zwolennikiem druku 3D’spotential, i został rozwijających się3D-printed protetyczne nogi z dobrymiresults. Layman jest również właścicielem InnovativeDigital Manufacturing of Louisiana, Kenner, która produkuje szeroką gamę produktów drukowanych 3D.

Druk 3D w edukacji

„Fundacja Enable Community rozwija repozytorium danych i doświadczeń zdobytych przez osoby zaangażowane w proces drukowania wolontariuszy i staje się centrum badań naseveral tematy,” Schull mówi. „Chętnie skorzystalibyśmy z możliwości współpracy z profesjonalnymi protetykami i ortotykami.”

Dyrektor Programów Maria Esquelades opisuje e-NABLE Educators’Exchange oraz inicjatywę e3STEAM. „Dają one formalnym i nieformalnym edukatorom szansę na opracowanie czegoś wspólnie lub opracowanie tego i podzielenie się tym z innymi, nauczanie innych i tworzenie przestrzeni dla twórców.”Uwaga autora: Makerspacesare kreatywne przestrzenie, czasami nazywane hackerspaces lub fablabs, gdzie ludziegather to create and learn.

The National Commission onOrthotic and Prosthetic Education(NCOPE) notes in its report onthe 2015 Educational Summit, „3D printing may eventually offera convenient means of producingdevices, but the appropriate applicationof emerging technology willdependent on well-qualified practitioners.Such technologies are opportunitiesfor-not threats to-the profession.”

Sesje i prezentacje na temat druku 3D zaczynają pojawiać się na profesjonalnych konferencjach, a niektóre szkoły O&P akredytowane przez NCOPE i Commissionon Accreditation of Allied Health Education Programs (CAAHEP) dodają informacje o druku 3D do swoich programów.

Program 15-tego Światowego Kongresu ISPO, który odbył się w dniach 22-25 czerwca w Lyonie we Francji, zawierał następującą uwagę: „In addition tothe continuous improvements that are seen in the P&Odevices…this year there is a new area of development-3D or additive printing technologies. Są one niezwykle przydatne do tworzenia urządzeń dostosowanych do indywidualnych potrzeb.”

Prosthetic Design Inc. (PDI), Clayton, Ohio, współpracuje z Century College i Baker College w rozwoju sesji 3D dla ich programów techników O&P, zgodnie z Brad Poziembo, LP. „Budujemy drukarkę dla Baker College; będą oni szkolić swoich techników na drukarce”. Drukarka PDI może wykonywać gniazda znacznie szybciej niż tradycyjne wytwarzanie, a tym samym zapewnić przyspieszone szkolenie, dodaje. PDI z powodzeniem rozwinęło twarde, wytrzymałe, drukowane w 3D gniazdo protezy kończyny dolnej w oparciu o technologię opracowaną na Uniwersytecie Northwestern, mówi Poziembosays. „Mogę zeskanować i dopasować protezę do pacjenta w ciągu jednego dnia. Mogą wyjść na lunch, wrócić za około półtorej godziny, a ja mogę mieć gotowe gniazdo.”

New Developments in Lower-Limb Prosthetics, Orthotics

Na przecięciu, gdzie estetyka, wzornictwo przemysłowe i O&P spotykają się, niektóre osiągnięcia w drukowanych w 3D ortezach i protezach kończyn dolnych pokazują zdolność druku 3D do zaprezentowania indywidualności użytkownika.

W 2012 r., 3D Systems, Rock Hill, Karolina Południowa, nabyło Bespoke Innovations, San Francisco, zauważone przez dolne owiewki protez kończyn dolnych stworzone przez projektanta przemysłowego ScottaSummita. UNYQ, San Francisco, współpracuje z 3D Systems w celu komercjalizacji protetycznych owiewek, ortez i odlewów 3D Systems. UNYQ współpracuje z Ottobock, Duderstadt, Niemcy, w celu zapewnienia owiewek kosmetycznych dla dolnych kończyn, wykonanych z różnych materiałów w zależności od wyboru użytkownika. W tym miesiącu UNYQ wypuści również drukowane w 3D protezy kończyn górnych.

W dziedzinie ortotyki, UNYQ wypuścił na rynek limitowaną wersję drukowanej w 3D ortezy skoliozowej opracowanej przez 3D Systems. Orteza osiągnęła podobny poziom korekcji krzywizn jak Orteza Bostońska, ale była w przeważającej mierze preferowana przez dzieci i nastolatków ze względu na jej atrakcyjny wygląd, zgodnie z niepublikowanym badaniem pilotażowym przeprowadzonym w Szpitalu Dziecięcym UCSF Benioff, Oakland, Kalifornia, przez zespół ds. spersonalizowanych urządzeń medycznych firmy 3D Systems we współpracy z Jamesem Policy, MD, z Uniwersytetu Stanforda i Robertem Jensenem, CPO, Laurance Orthopedic, Oakland.

„Coś, czego brakuje w naszej branży to personalizacja, a my tak naprawdę nie ogarnęliśmy cyfrowej rewolucji” mówi prezes i współzałożyciel firmy UNYQ, Eythor Bender. „W ciągu najbliższych pięciu lat, druk 3D zmieni naszą branżę na wiele sposobów. W UNYQ pracujemy z przemysłem O&P w maksymalizacji potencjału.”

Erenstone uruchomił nową firmę, Create Prosthetics, Lake Placid, i opracował niektóre pokrycia protetyczne. „Mamy wyłączne zastosowanie elastycznego materiału-nie tak jak kruchy plastik, który pęknie, jeśli w coś uderzysz,” wyjaśnia. „Jest o wiele bardziej wytrzymały i dopasowuje się do nogi. Mamy zamiar wyspecjalizować się poprzez robienie fajnych estetyki. Niedawno mieliśmy weterana wojennego, który chciałRosie the Riveter na jej pokrywie protezy, więc to właśnie zrobiliśmy. Możemy też robić okładki w kolorze ciała, ale fajnie jest robić okładki, które wyrażają zainteresowania.”

Teraz i przyszłość

Although 3D printing is beginning tomake an impact in O&P, the emphasisat this point seems to be more onpotential than current use. „Myślę, że jest blisko, ale jeszcze nie całkiem tam, jeśli chodzi o trwałość i bycie konkurencyjnym kosztowo i czasowo w stosunku do tradycyjnych metod produkcji strukturalnych urządzeń O&P”, mówi Jim Colvin, dyrektor ds. badań i rozwoju, WillowWood, Mt. Sterling, Ohio. Firma WillowWood badała druk 3D i obecnie pracuje nad projektem. „Materiały i procesy muszą ulec poprawie, ale myślę, że to tylko kwestia czasu, zanim technologia ta rozwinie się na tyle, że będzie komercyjnie opłacalna dla urządzeń O&P.”

„Istnieją pewne ograniczenia w druku 3D”, mówi Sam Hale, CPO, dyrektor ds. protetyki, Fillauer CompaniesInc., Chattanooga, Tennessee. „Brakuje trwałości i słabości strukturalnych. Istnieją sposoby na wzmocnienie materiału, ale są one kosztowne. Jednakże, obserwujemy rozwój i używamy technologii, która jest dostępna, kiedy tylko jest to możliwe.”

„Widzę, że dziedzina kontynuuje wprowadzanie druku 3D, na jakimkolwiek poziomie, ponieważ jest to zdecydowanie miejsce, w którym zostaniemy”, mówi TracySlemker, CPO/L, FAAOP, prezes i założyciel Dayton Artificial Limb, Ohio, i PDI.

Miki Fairley jest niezależnym pisarzem mieszkającym w południowo-zachodnim Kolorado. Można się z nią skontaktować za pośrednictwem poczty elektronicznej pod adresem .

.