?外骨骼支持手治療小兒脊髓性肌萎縮癥

背景

醫(yī)學(xué)研究的最終目的是改善健康，但在與疾病作斗爭(zhēng)時(shí)，仍有一些領(lǐng)域缺乏有效的答案。

其中之一就是脊髓性肌萎縮癥。這是一種遺傳性神經(jīng)肌肉疾病，這意味著它是遺傳性的，影響負(fù)責(zé)肌肉功能的神經(jīng)。癥狀較輕的兒童會(huì)面臨進(jìn)行性肌肉萎縮、喪失活動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)功能的前景。在世界各地，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的外部輔助設(shè)備，這些兒童就不能活動(dòng)。

特制的外骨骼手臂是一種可以讓他們移動(dòng)雙手、畫(huà)畫(huà)、玩耍和表達(dá)自己的設(shè)備，只需做孩子們喜歡做的事情。這個(gè)想法來(lái)自SMA患兒的父母，他們無(wú)法找到合適的解決方案。拉德克是個(gè)孩子，由于Bar?omiej Gaczorek設(shè)計(jì)工作室開(kāi)發(fā)并在Sinterit Lisa 3D打印機(jī)上打印的解決方案，他第一次移動(dòng)了手臂。

挑戰(zhàn)

我們面臨的挑戰(zhàn)是為孩子們?cè)O(shè)計(jì)并制造出價(jià)格便宜、價(jià)格實(shí)惠、易于安裝的動(dòng)態(tài)支撐外骨骼臂，這是現(xiàn)成的。兒童的舒適性和樂(lè)趣總是首先考慮的，并決定了設(shè)備的光滑外觀和工程解決方案的選擇。我們關(guān)注的另一件事是最大限度地提高使用靈活性，減輕手的重量。

整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，包括3D-SLS打印技術(shù)被期望是高度精確，時(shí)間效率和盡可能免提，以節(jié)省孩子們等待可能移動(dòng)他們的手臂的時(shí)間。

解決方案

多虧了3D打印和最先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具，我們能夠滿足所有這些要求。Autodesk Fusion 360使復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分析和形狀優(yōu)化成為可能。內(nèi)部復(fù)雜的零件只能用非常精密的3D印刷機(jī)用堅(jiān)固無(wú)毒的材料生產(chǎn)。如果沒(méi)有SLS 3D打印機(jī)，設(shè)備的原型制作將更加困難和耗時(shí)。

3D打印可以大大縮短兒童外骨骼臂設(shè)計(jì)、測(cè)試和開(kāi)發(fā)階段的時(shí)間。這主要是因?yàn)橛锌赡茉趲讉€(gè)小時(shí)內(nèi)制造和改進(jìn)原型。SLS 3D打印可保持所需精度和公差（0.05 mm）。選擇性激光燒結(jié)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是，無(wú)需打印任何支撐物，即可生產(chǎn)出非常詳細(xì)的實(shí)心模型。另一件事，但同樣重要的是，殘疾兒童對(duì)該設(shè)備的可用性和感覺(jué)。對(duì)于SLS來(lái)說(shuō)，這種感覺(jué)絕對(duì)是最好的。在整個(gè)過(guò)程中，孩子的舒適感是最重要的，這是最高層次的。

“我決定打印SLS技術(shù)中的主要元素，因?yàn)樗鼉?nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在其他技術(shù)中，如FDM，則無(wú)法保持軸承工作所需的精度和公差（0.05mm）。另外，使用FDM進(jìn)行打印需要支持，并且刪除它非常耗時(shí)。另一方面是用戶的舒適性，使用SLS/SLA技術(shù)會(huì)更好。與其他工業(yè)機(jī)器相比，Sinterit Lisa SLS印刷的成本已經(jīng)非常低，而且質(zhì)量非常完美，”Bart?omiej Gaczorek解釋道。

醫(yī)學(xué)上仍有許多領(lǐng)域與提高運(yùn)動(dòng)技能有關(guān)，其中3D打印可以作為一種替代解決方案，易于使用，而且非常精確。兒童外骨骼手臂只是SLS 3D打印的許多可能用途之一。最重要的是，燒結(jié)礦解決方案現(xiàn)在是可用的，價(jià)格低廉，易于使用。

實(shí)施的結(jié)果

l 3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在運(yùn)動(dòng)技能的提高方面，已經(jīng)不是一個(gè)幻想。3D打印技術(shù)的使用導(dǎo)致：

l 以足夠的精度創(chuàng)建內(nèi)部復(fù)雜形狀，從而減少所需零件的總數(shù)。

l 由于SLS部件堅(jiān)固耐用，重量輕，我們顯著提高了用戶的舒適度。

l SLS印刷零件的精度為實(shí)施全新的解決方案和顯著降低工作部件之間的摩擦開(kāi)辟了道路。

l 在降低成本和時(shí)間方面，3D打印可以將重點(diǎn)放在問(wèn)題和解決方案上，而不是手工制作模型。通過(guò)盡量減少試錯(cuò)過(guò)程和減少醫(yī)生和設(shè)計(jì)師的勞動(dòng)，可以更快、更便宜地提供給接受者。

此外，SLS印刷部件可以與其他材料如金屬或其他技術(shù)中使用的印刷品連接在一起