با رشد فناوری چاپ سه بعدی امکان ساخت پروتز با توجه به مدل‌های موجود در پایگاه داده‌های متن باز فراهم است. اما این مدل‌ها دارای رابط الکترونیکی شخصی، مانند آنچه در پروتزهای پیشرفته و گران وجود دارد، نیستند. اکنون پژوهشگران دانشگاه فناوری ویرجینیا توانستند حسگرهای الکترونیکی را با پروتزهای سفارشی چاپ سه بعدی یکپارچه کنند. این یک پیشرفت است که می‌تواند پروتزهای الکتریکی را مقرون به صرفه‌تر کند. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

قالب دست نوجوان Josie Fraticelli که در طول توسعه پروتز شخصی، اسکن شده است. دانشگاه فناوری ویرجینیا

پژهشگران می‌توانند با قرار دادن حسگرهای الکترونیکی میان پروتز و بافت کاربر، اطلاعات مربوط به عملکرد و راحتی پروتز را جمع‌آوری کنند. اطلاعاتی همچون فشار به بافت که می‌تواند به بهبود بیشتر این نوع پروتز کمک کند. این ادغام مواد در نواحی مناسب حین فرآیند چاپ سه بعدی، به جای یکپارچه‌سازی دستی پس از چاپ، می‌تواند فرصت‌هایی را برای مطابقت با سختی بافت و همچنین ادغام حسگرها در مکان‌های مختلف فراهم کند.

به گفته یوکسین تونگ، دانشجوی کارشناسی مهندسی صنایع و سیستم‌ها، نخستین نویسنده این مطالعه، هدف نهایی ایجاد شیوه‌ها و فرآیندهایی است که در دسترس بیشتر مردم قرار گیرد. اینکار با تلاش برای کمک به توسعه پروتز برای یک نوجوان به نام Josie Fraticelli آغاز شده است. تونگ گفت: «امیدوارم هر پدر و مادری بتواند از مقاله‌ای که ما منتشر کرده‌ایم پیروی کرده و دست مصنوعی سفارشی برای فرزند خود ایجاد کند».

ادغام حسگرهای الکترونیکی با پروتز سفارشی چاپ سه بعدی

پژوهشگران برای توسعه پروتزهای یکپارچه با حسگرهای الکترونیکی، با یک اسکن سه بعدی از دست Fraticelli کار خود را آغاز کردند. سپس از داده‌های اسکن سه بعدی و فرآیند چاپ سه بعدی برای جای دادن حسگرها در مناطق مناسب پروتز استفاده کردند.

بلیک جانسون، استادیار ویرجینیا تک (Virginia Tech) در مهندسی صنایع و سیستم‌ها گفت: «شخصی‌سازی و اصلاح ویژگی‌ها و عملکرد رابط‌های پوشیدنی با استفاده از اسکن و چاپ سه بعدی درهایی را به سوی طراحی و ساخت فناوری‌های جدید برای کمک به انسان، مراقبت‌های پزشکی و همچنین بررسی پرسش‌های اساسی مربوط به عملکرد و راحتی سامانه‌های پوشیدنی باز کرده است».

پژوهش‌های جانسون در مورد دست‌های مصنوعی از زمانی آغاز شد که دخترش، Josie Fraticelli، با سندرم باند آمنیوتیک متولد شد. این بیماری سبب شد رشد دست در رحم متوقف شود. در سندرم باند آمنیوتیک جریان خون محدود شده و بر رشد دست راست وی تأثیر گذاشته است. درنهایت دست Fraticelli به طور کامل رشد نکرد.

جانسون از تخصص خود در تولید افزایشی زیست فناوری استفاده کرد و با همکاری گروهی از پژوهشگران در مقطع کارشناسی توانستند یک دست بیونیک چاپ سه بعدی برای Fraticelli توسعه دهند که اساس پژوهش منتشر شده است. آنها با توسعه روش‌های جدید تولید افزایشی یک دستگاه پروتز راحت‌تر و متناسب‌تر برای Fraticelli توسعه دادند.

آنها دریافتند که تماس بین بافت Fraticelli و پروتز تقریباً چهار برابر نسبت به دستگاه‌های غیر شخصی افزایش یافته است. این افزایش منطقه تماس به آنها کمک کرد تا با آرایه‌ای از الکترودها توزیع فشار را اندازه بگیرند. اطلاعات حسگرها به بهبود طراحی کمک شایان توجهی می‌کند. آزمایش‌های حساس با استفاده از دو پروتز شخصی با و بدون آرایه الکترودهای سنجشی انجام شد. تانگ گفت: «عدم هماهنگی بین پوست نرم و رابط سخت هنوز هم یک مشکل است که انطباق را کاهش می دهد. آرایه الکترودها ممکن است فرصت‌های جدیدی برای بهبود طراحی پروتز از نظر توزیع فشار نشان دهد».

در همین زمینه بخوانید:

>>استفاده از چاپ سه بعدی در ساخت دست مصنوعی برای کودکان نیازمند جهان

>>تاثیر چاپ سه بعدی در هفت صنعت مهم

منبع: ۳ders.org

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»