假肢3D打印:革新设计、优势与材料创新
假肢3D打印是利用3D打印机设计和制造人造可穿戴身体部位(如腿、手、臂)的技术。与传统生产方法相比,这是一种相对较新的方法。制造3D打印假肢的材料易获取且轻量,使该工艺适合生产假肢,为全球患者提供有利替代方案。
本文将进一步讨论假肢3D打印的应用、历史、成本和优势。
什么是假肢3D打印?
假肢3D打印是使用增材制造技术而非传统减材制造方法来制造人造身体部位。这些身体部位可能因创伤事件或先天性疾病(出生时即存在)而丧失。某些情况下,当受害者肢体因疾病严重受影响导致萎缩和坏死(坏疽)时,可能需要截肢手术。无论如何,3D打印假肢作为缺失肢体的替代品。
更多信息请参阅《3D打印》指南。
3D打印如何用于假肢?
3D打印在制造假肢方面被证明很有用,原因多样。使用3D打印制造假肢大幅缩短制造时间、降低成本和重量。传统方法制造的假肢需要严格程序且昂贵。传统假肢手臂通常超过2000美元,截肢者可能需等待漫长周期(3-6周)进行生产和交付。相反,3D打印假肢价格亲民、交货期短、所需材料易得。一只3D打印手臂成本约395美元,可在一天内生产完成。
首个3D打印假肢何时创建?
科学家和医务工作者在1990-1999年尝试创建3D打印假肢。研究取得突破,创造了首个3D牙种植体和器官。然而,3D打印假肢手臂、手指、手或腿仍处于探索阶段。最终,2011年创建了首个3D打印假肢手原型。
谁创造了首个3D打印假肢?
美国艺术家Ivan Owen于2011年创造了首个3D打印假肢。3D打印假肢并非他的首创——最初是一个机械手。他为蒸汽朋克大会制作并发布制作过程视频。在与一位截肢木匠合作后,项目引起一位母亲关注。她儿子需要人造手,当时假肢昂贵。Owen得知后请求一家3D打印机制造公司捐赠两台3D打印机。请求获批,他创造了首个3D打印假肢手。孩子长大超出假肢尺寸不是大问题,因为打印手允许缩放调整。
最常见的3D打印假肢有哪些?
最常见的3D打印假肢包括:
- 3D打印假肢手: 为腕部以上肢体缺失者制作。E-nable假肢协会监督制造者、爱好者或人道主义者网络,创建不同3D假肢手模型。其中一些模型被打印并捐赠给全球数百人。
- 3D打印假肢臂: 假肢臂可为手+前臂,或手+上臂+前臂组合。Hero假肢被认可为首个临床批准的3D打印假肢臂。功能包括击掌、抓取、竖大拇指和投掷。外观美观,深受儿童喜爱,因代表多种超级动作人物。肌电功能使用户对3D打印假肢臂拥有程度控制。
- 3D打印假肢足: 假肢足允许用户行走。通常采用弹性后跟配置或实心脚踝缓冲后跟(SACH)。Exoneo的Upya是价格亲民、动态且完全生物力学的假肢足,复制脚趾、脚踝和后跟实际解剖结构,让用户体验自然足感。
更多信息,请查看我们的在线3D打印服务满足您的需求。
使用3D打印假肢安全吗?
是的,若满足正确规格和产品质量,使用3D打印假肢是安全的。构建过程中所用材料的强度和质量将是衡量3D打印假肢安全性的基础。错误材料通常易断裂,因无法承受或支撑用户体重。
3D打印假肢有哪些优势?
假肢3D打印相比传统方法提供诸多优势。主要优势是3D打印模型的缩放和对齐选项。另一优势是成本和时间效率以及材料易得性。
3D打印假肢使用哪些材料?
3D打印假肢使用耐用轻量材料如塑料。额外优势是内部结构采用轻量材料:碳纤维、钛或铝。人造假肢重量通常取决于假肢类型和成分材料。大腿以上3D打印假肢重约1.54公斤,传统对应物平均3.62公斤。
3D打印假肢能用多久?
妥善制造的假肢可使用约3-5年。快速生长的儿童需不时更换。因连接假肢的身体部位会超出3D打印假肢尺寸。
3D打印假肢贵吗?
不,3D打印假肢不贵——特别是与传统假肢相比。可用395美元获得功能性3D打印假肢。传统类型通常售价数千美元。
3D打印假肢成本多少?
3D打印假肢总体具成本效益,但部分高端设计昂贵。Open Bionics创建的Hero 3D打印假肢臂价格区间10,000-20,000美元。但仍比传统仿生假肢臂便宜。一些慈善组织如Kinetic(Mat Bowtell创立)和Free 3D Hands,向许多人免费分发3D打印假肢臂。也为希望在家自制假肢者创建组装手册。
购买3D打印假肢的知名在线市场是Indiamart。
3D打印假肢的未来如何?
3D打印假肢仍处于婴儿期但潜力巨大。但假设技术将完全取代传统对应物可能是错误的。此外,医疗行业接受度是主要考量因素。首个3D打印仿生臂获临床批准;监管机构若表现出兴趣并给予批准,假肢3D打印将更深植入社会。
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