Utilizarea imprimării 3D se dezvoltă rapid într-o varietate de industrii, inclusiv în domeniul aerospațial, al apărării, al automobilelor și,în special, al sănătății. În același timp, tehnologia a adus capacitățile de fabricație în birouri, case, săli de clasă, laboratoare universitare și întreprinderi mici,dezlănțuind un tsunami de creativitate și inovație.

„Imprimarea 3D există de zeci de ani…. Ceea ce este nou este faptul că imprimarea 3D a ajuns la prețuri și amprente accesibile consumatorilor, noile materiale și tehnici fac posibile lucruri noi, iar internetul leagă totul”, potrivit unui raport din 2013, 3D Printing and theFuture of Manufacturing, realizat de Computer Sciences Corporation,Falls Church, Virginia.

Imprimarea 3D a stârnit interesul și din partea comunității O&P, reflectat în cercetări, prezentări la conferințe profesionale și științifice, inițiative de cercetare și dezvoltare și produse noi pe piață. Cu toate acestea, un val de noi evoluții în domeniul protetic în afara profesiei de O&P a stârnit atât interes, cât și îngrijorare din partea comunității O&P. Deși acest articol se concentrează asupra proteticii membrelor superioare, vom analiza și unele inovații în domeniul ortezei și al proteticii membrelor inferioare.

Populația insuficient deservită primește o mână de ajutor

Stirile despre elevi de liceu și universitari, ingineri, profesioniști din domeniul sănătății și pasionați care creează mâini protetice pentru copii cu amputații sau deficiențe congenitale ale membrelor au atras atenția presei și au stârnit curiozitatea publicului. Interesul de a-i ajuta pe ceilalți converge cu o pasiune creativă pentru inovația tehnologică, alimentată de imprimantele 3D accesibile, de materialele cu costuri reduse și de fișierele de tipărire care pot fi descărcate din surse deschise.Tehnologia este, de asemenea, promițătoare pentru a răspunde nevoilor O&P pentru misiuni umanitare în țările în curs de dezvoltare sau în zonele afectate de războaie și dezastre naturale, spune Jeff Erenstone, CPO, Mountain Orthotic and ProstheticServices, Lake Placid, New York.

Una dintre organizațiile aflate în prima linie este e-NABLE (www.enablingthefuture.org), fondată în 2013 de JonSchull, doctor în științe, cercetător științific în cadrulMedia Arts Games Interaction CreativityCenter de la Rochester Institute ofTechnology. Rețeaua mondială devoluntari este în creștere rapidă; Schull estimează că acum numără aproximativ 6.300 de persoane și crește cu aproximativ 1 la sută în fiecare săptămână, cu dispozitive furnizate în prezent cel puțin unui beneficiar din aproximativ 40 de țări.

Din moment ce copiii depășesc rapid protezele și, fiind activi și energici, sunt duri cu dispozitivele lor, costul furnizării de proteze tradiționale esteprohibitiv pentru majoritatea familiilor. Astfel, copiii se descurcă fără. „Și chiar și atunci când au proteze tradiționale, deseori le resping”, comentează Schull.

„Cu copiii, ne aflăm de fapt într-un loc dulce”, continuă el. „Designurile cool, superhermeneutice și caracteristicile asemănătoare jucăriilor le fac atractive pentru copii; prietenii loradmiră și ei dispozitivele. Deci există beneficii atât psihosociale, cât și funcționale.”

„Când îl faci să arate ca un roboțel și i-l dai unui copil de opt ani, va fi cel mai popular copil din clasă”, adaugă Erenstone, voluntar la e-NABLE.

e-NABLE: Ce este disponibil, ce urmează

Majoritatea dispozitivelor pe care le furnizează voluntarii e-NABLE sunt mâini parțiale care necesită ca beneficiarul să aibă un încheietura mâinii intactă; cu toate acestea, dispozitive transradiale și chiar transumerale sunt în curs de dezvoltare sau se află în faza de testare beta înainte de a fi lansate public. Mai mulți beneficiari de mâini și membri ai familiilor dau mai departe, devenind ei înșiși voluntari, confecționând mai multe dispozitive, iar unii beneficiari se oferă voluntari ca testeri beta pentru dispozitive noi.

Pe site-ul e-NABLE este inclusă o proteză mioelectrică pentru persoanele cu diferențe de membre transhumerale, brațul fără membre, creat de o echipă de studenți de la University of Central Florida (UCF), condusă de doctorandul în inginerie Albert Manero. Cu toate că fișierele open-source pot fi descărcate, iar componentele și materialele pot fi achiziționate de la comercianții cu amănuntul de larg consum, designul necesită o expertiză extinsă în domeniul electric, timp și o imprimantă mai robustă decât au majoritatea voluntarilor, subliniază e-NABLE. Echipa de la UCF a creat o organizație neprofesionistă, Limbitless Solutions(www.limbitless-solutions.org), care poate furniza protezele pentru aproximativ 350 de dolari, costul materialelor.

Preocupări legate de siguranță și reglementare

Comunitatea O&P și-a exprimat îngrijorarea cu privire la siguranța dispozitivelor 3D proiectate și tipărite de voluntari, care nu beneficiază de aportul unor proteticieni profesioniști și nu au fost aprobate de U.S.A.S.U.A. Food and Drug Administration (FDA).

Asociația Americană de Protetică & Ortetică (AOPA) a emis o declarație în februarie care exprimă aceste îngrijorări. „Suntem intrigați de tehnologiile 3D emergente prezentate în mai multe reportaje recente la televizor, în presa scrisă și pe internet, observând în același timp că, în multe cazuri, îngrijirea prezentată implică instanțe care nu respectă pe deplin normele FDA și/sau cerințele de autorizare și acreditare federale sau de stat.” Schullnotează că împărtășește această îngrijorare și că oficialii FDA au sprijinit activitatea e-NABLE, așa cum a fost exprimat de către oficialul FDA Matthew DiPrima în timpul festivalului Science in 3D: 2015 BioinformaticsFestival din ianuarie.

Declarația AOPA a reflectat, de asemenea, îngrijorarea protesiștilor cu privire la raportarea inexactă a costului protezelor tradiționale pentru membrele superioare.

Nu sunt proteze cu drepturi depline

Poate legată de îngrijorarea legată de siguranță și reglementare este o distincție care nu este bine înțeleasă de mass-media și de publicul larg, și anume că dispozitivele 3D tipărite de voluntari nu sunt de fapt proteze complet funcționale, conform producătorilor lor. Schull se grăbește să sublinieze limitările dispozitivelor cu mâini parțiale. După cum se menționează pe site-ul e-NABLE, dispozitivele produse din desenele sale ar trebui privite ca instrumente și nu ca proteze complet funcționale.Acestea îi ajută pe copii să îndeplinească sarcini simple, cum ar fi să țină o sticlă de apă în timp ce țin o gustare în cealaltă mână, să folosească două mâini pentru a merge pe bicicletă sau să prindă o minge. Site-ul avertizează că dispozitivele nu pot susține mai mult de câteva kilograme de greutate, iar forța de prindere nu este suficient de puternică pentru a se juca pe bară de maimuță, pentru a acționa frânele bicicletei, pentru a face standuri de mână sau pentru a face activități similare.Voluntarii și beneficiarii sunt informați cu privire la aceste limitări.

Erenstone menționează că discuțiile sale cu Schull au ajutat la adăugarea de informații la e-NABLE cu privire la valoarea și necesitateaimplicării unor proteticieni cu pregătire profesională în dezvoltarea șiaplicarea dispozitivelor. Schull este dornic să ajungă la comunitatea O&P. El și Erenstone au prezentat o sesiune generală de dimineață la recenta Adunare Națională AOPA cu tema „The Brave New World of 3D PrintedDevices: Provocări și oportunități”, împreună cu un atelier de lucru de după-amiază pentru ca participanții să încerce să se descurce cu imprimarea 3D. Schull a prezentat, de asemenea, la sesiunea generală a Simpozionului Societății Internaționale de Protetică și Ortopedie (ISPO) din Canada din 2 octombrie.

„Suntem nerăbdători să colaborăm cu profesioniști și să îi includem printre voluntarii noștri, precum și printre consilierii noștri”, spune Schull. „Scopul este de a dezvolta noi oportunități și de a crea noi opțiuni pentru utilizatori, precum și pentru profesioniști. Sunt foarte conștient de faptul că putem deservi doar un procent foarte mic din persoanele care au nevoie de dispozitive asistive, proteze sau orteze.Proteticienii și ortetiștii sunt o parte esențială a ecosistemului de asistență medicală pentru a decide ce cazuri au nevoie de ce fel de sisteme.” El continuă: „Ne-ar plăcea foarte mult să lucrăm cu comunitatea O&P; există un loc pentru toate aceste soluții. Nu este scopul nostru să subminăm profesia foarte valoroasă care face posibil ceea ce facem noi și face ceea ce noi nu putem face.”

Imagine falsă pentru factorii de decizie politică, public?

Câțiva clinicieni O&P și alte părți interesate și-au exprimat îngrijorarea cu privire la imaginea generată de o acoperire mediatică care pare să echivaleze o mână protetică imprimată 3D care are o tehnologie relativ simplă și o funcție limitată cu funcția, rezistența și durabilitatea unei proteze complexe, proiectate, fabricate și montate în mod profesional pentru membrele superioare, plus că umflă foarte mult costurile protezelor furnizate în mod profesional.

„În calitate de proteticieni, ne simțim foarte încrezători în ceea ce privește potrivirea soclului, proprietățile materialelor și lucrul cu pacienții”, subliniază Gerry Stark Jr, MSEM, CPO/L, FAAOP, specialist clinic principal în domeniul membrelor superioare, Otto Bock HealthCare,Austin, Texas. „Toate aceste competențe sunt în continuare extrem de valoroase șirelevante cu ajutorul imprimării 3D. Practic, imprimarea 3D ar putea fi considerată o formă sofisticată și nouă de tehnologie care să ajute în procesul de fabricație. Părerea mea este că proteza este încă esențială în gestionarea acestei relații pacient-client pentru a pune în aplicare și a optimiza această tehnologie.” Stark continuă: „Ceea ce îi îngrijorează foarte mult pe proteziști este faptul că unii factori de decizie politică fac presupunerea greșită că persoanele amputate pot ocoli procesul de montare. Există această noțiune naivă din punct de vedere tehnologic, conform căreia pacienții ar putea pur și simplu să-și măsoare membrul rezidual, să-l scaneze și să trimită fișierul la un centru de fabricație. Pacientul ar primi apoi o proteză complet funcțională și durabilă mult mai ieftin decât prin intermediul unui protezist. Cu toate acestea, va fi întotdeauna nevoie de un specialist în protetică instruit, disponibil pentru a ajusta și optimiza această nouă tehnologie.”

Alți profesioniști în protetică și-au exprimat părerea pe forumuri publice, cum ar fi lista de distribuție OANDP-L. Multe dintre comentariile lor ar putea fi rezumate astfel: „Oamenii vor crede că jefuim publicul.”

William Layman, CPO, BOCO,BOCP, coproprietar, împreună cu soția saSharon Layman, CFOM, COF, CMF, al Innovative Orthotics & Prostheticsof Louisiana, Kenner, spune: „Există o mulțime de informații înșelătoare cu privire la costurile dispozitivelor protetice tradiționale și la afirmațiile despre ceea ce pot face.”Layman este un susținător al potențialului imprimării 3D și a dezvoltat un picior protetic imprimat 3D cu rezultate bune. Layman deține, de asemenea, InnovativeDigital Manufacturing of Louisiana,Kenner, care produce o mare varietate de produse tipărite 3D.

Imprimarea 3D în educație

„Fundația Comunitară Enable dezvoltă un depozit de date și experiențe dobândite de cei implicați în procesul de imprimare voluntară și devine un centru de cercetare pe mai multe subiecte”, spune Schull. „Ne-am bucura de oportunitatea de a urmăricolaborarea cu proteticienii și ortetiștii profesioniști.”

Directorul de programe Maria Esqueladescrie e-NABLE Educators’Exchange și inițiativa e3STEAM. „Acestea oferă educatorilor formali și informalio șansă de a dezvolta ceva împreună sau de a dezvolta și de a împărtăși cu ceilalți, de a-i învăța pe alții și de a crea spații de creație.”Nota autorului: Makerspaces sunt spații creative, numite uneorihackerspaces sau fablabs, unde oamenii se adună pentru a crea și a învăța.”

Comisia Națională pentru Educație în domeniul Ortopediei și Proteticii (NCOPE) notează în raportul său privind Summitul Educațional din 2015: „Imprimarea 3D ar putea oferi în cele din urmă un mijloc convenabil de producere a dispozitivelor, dar aplicarea adecvată a tehnologiei emergente va depinde de practicieni bine calificați.Astfel de tehnologii sunt oportunități pentru – nu amenințări pentru profesie.”

Sesiuni și prezentări despre imprimarea 3D încep să apară în cadrul conferințelor profesionale, iar unele dintre școlile O&P acreditate de NCOPE și Commissionon Accreditation of Allied Health Education Programs(CAAHEP) adaugă informații despre imprimarea 3D la programele lor.

Programul celui de-al 15-lea Congres Mondial ISPO, care a avut loc în perioada 22-25 iunie la Lyon, Franța, a inclus această notă: „În plus față de îmbunătățirile continue care sunt observate în dispozitivele P&…în acest an există un nou domeniu de dezvoltare – tehnologiile de imprimare 3D sau aditivă. Acestea sunt extrem de potrivite pentru a realiza dispozitive adaptate personal.”

Prosthetic Design Inc. (PDI), Clayton, Ohio, lucrează cu Century College și Baker College la dezvoltarea unei sesiuni 3D pentru programele lor de tehnician O&P, potrivit lui Brad Poziembo, LP. „Construim o imprimantă pentru Baker College; ei își vor instrui tehnicienii pe această imprimantă.” Imprimanta PDI poate realiza socluri mult mai rapid decât fabricația tradițională și, astfel, oferă o pregătire accelerată, adaugă el. PDI a reușit să dezvolte cu succes un soclu protetic pentru membrele inferioare, rezistent și durabil, imprimat în 3D, pornind de la o tehnologie dezvoltată la Universitatea Northwestern, spune Poziembos. „Pot să scanez și să montez pacientul în aceeași zi. Aceștia pot ieși să ia masa de prânz, se pot întoarce în aproximativ o oră și jumătate, iar eu pot avea priza pregătită pentru ei.”

Noi dezvoltări în domeniul protezelor și ortezelor membrelor inferioare

La o intersecție în care se întâlnesc estetica, designul industrial și O&P, unele dezvoltări în domeniul ortezelor și al acoperirilor protetice ale membrelor inferioare tipărite 3D arată capacitatea imprimării 3D de a pune în evidență individualitatea utilizatorului.

În 2012, 3D Systems, Rock Hill, Carolina de Sud, a achiziționatBespoke Innovations, San Francisco, cunoscută pentru carcasele protetice pentru membrele inferioare create de designerul industrial ScottSummit. UNYQ, din San Francisco, colaborează cu 3D Systems pentru a comercializa carcase protetice, orteze și mulaje 3D Systems.UNYQ colaborează cu Ottobock,Duderstadt, Germania, pentru a furnizacarcase cosmetice pentru membrele inferioare realizate din diferite materiale, în funcție de alegerea utilizatorului. UNYQ lansează, de asemenea, în această lună, accesorii protetice pentru membrele superioare tipărite 3D.

În domeniul ortezelor, UNYQ a lansat o versiune limitată a unei orteze pentru scolioză tipărite 3D dezvoltate de 3D Systems. Orteza a atins un nivel similar de corecție a curburii ca și orteza Boston Brace, dar a fost preferată în mod covârșitor de copii și adolescenți pentru aspectul său atractiv, conform unui studiu pilot nepublicat realizat la UCSF Benioff Children’s Hospital, Oakland, California, de către echipa de dispozitive medicale personalizate 3D Systems, în colaborare cu JamesPolicy, MD, de la Universitatea Stanford și Robert Jensen, CPO, Laurance Orthopedic, Oakland.

„Ceva ce lipsește în industria noastră a fost personalizarea, iar noi nu am îmbrățișat cu adevărat revoluția digitală ca ,” spune Eythor Bender, CEO și cofondator al UNYQ. „În următorii cinci ani, imprimarea 3D va schimba industria noastră în multe feluri. La UNYQlucrăm cu industria O&P în maximizarea potențialului.”

Erenstone a lansat o nouă companie,Create Prosthetics, Lake Placid,și a dezvoltat câteva huse protetice. „Avem utilizarea exclusivă a unuimaterial flexibil – nu ca plasticul fragil care se va crăpa dacă te lovești de ceva”, explică el. „Este mult mai durabil și se adaptează la picior. Ne vom specializa făcând o estetică cool. Am avut recent un veteran de război care a vrut ca Rosie the Riveter să aibă o proteză, așa că asta am făcut. Putem face și huse de culoarea cărnii, dar este distractiv să facem huse care exprimă interese.”

Acum și în viitor

Deși imprimarea 3D începe să aibă un impact în O&P, accentul în acest moment pare să fie pus mai mult pe potențial decât pe utilizarea actuală. „Cred că este aproape, dar nu este încă acolo în ceea ce privește durabilitatea și competitivitatea costurilor și a timpului față de metodele tradiționale de producere a dispozitivelor structurale O&P”, spune Jim Colvin, director de cercetare și dezvoltare, WillowWood, Mt. Sterling, Ohio. WillowWooda investigat imprimarea 3D și lucrează în prezent la un proiect. „Materialele și procesele trebuie să se îmbunătățească, dar cred că este doar o chestiune de timp până când tehnologia va avansa până la punctul de a fi viabilă din punct de vedere comercial pentru dispozitivele O&P.”

„Există unele limitări în imprimarea 3D”, spune Sam Hale, CPO, director de protetică, Fillauer CompaniesInc. din Chattanooga, Tennessee. „Există o lipsă de durabilitate și o slăbiciune structurală. Există modalități de întărire a materialului, dar acestea sunt costisitoare. Cu toate acestea, urmărim evoluțiile și folosim tehnologia care este disponibilă ori de câte ori este posibil.”

„Văd că domeniul continuă să adopte imprimarea 3D, la orice nivel, pentru că este cu siguranță aici pentru a rămâne”, spune TracySlemker, CPO/L, FAAOP, președinte și fondator al Dayton Artificial Limb, Ohio, și PDI.

„Modul în care fabricăm orteza sau proteza este secundar față de gestionarea îngrijirii pacientului”, spuneDennis Clark, CPO, președinte, Clark& Associates Prosthetics and Orthoticsși O&P1, Waterloo, Iowa. „De fiecare dată când venim cu un nou mod de măsurare sau de fabricare, oamenii spun: „Au făcut-o atât de ușor încât oricine o poate face.” Toate tehnicile de fabricare ne permit doar să ne concentrăm asupra meseriei noastre, care este de a gestiona îngrijirea protezelor și ortezelor, cu scopul de a îmbunătăți funcția, sănătatea și calitatea vieții pacienților pe care îi deservim.”

Miki Fairley este un scriitor independent cu sediul în sud-vestul statului Colorado. Ea poate fi contactată prin e-mail la .

.