Czy można wydrukować protezę palca? Studenci Politechniki Wrocławskiej udowadniają, że to możliwe
Utrata palca może powodować trudności w wykonywaniu codziennych czynności oraz życiu zawodowym. Niestety, dostępne na rynku rozwiązania są kosztowne, a ich funkcjonalność często jest niewystarczająca. Studenci z Politechniki Wrocławskiej chcą jednak zmienić ten stan rzeczy.
W ramach startupu Omnitechnika studenci z Politechniki Wrocławskiej rozwijają nowy rodzaj protezy palców. Ich głównym celem jest stworzenie niedrogiej, trwałej i bardziej funkcjonalnej alternatywy dla obecnie dostępnych produktów na rynku. Do powstania projektu przyczyniły się własne obserwacje i doświadczenia młodych inżynierów, a także styczność z realiami osób wykonujących zawody wysokiego ryzyka. Jak wykazują statystyki, około 40% osób po amputacji palców nie decyduje się na żadną formę protezy ani rekonstrukcji. Dlaczego? Jednymi z powodów są niewielka ilość dostępnych rozwiązań oraz ich wysokie ceny, które sprawiają, że osoby potrzebujące tego rodzaju pomocy odkładają zakup w czasie, a nawet zupełnie z niego rezygnują.
Studenci chcą uprościć i przyśpieszyć proces produkcji. Na podstawie skanu dłoni pacjenta, ma być tworzony cyfrowy model, do którego dopasowywana jest proteza, będąca później wykonywana metodą druku 3D. Co ciekawe, trwa to zaledwie dwie godziny!
Zamiast tradycyjnych, czasochłonnych metod stawiamy na cyfrowy model dłoni, automatyczne dopasowanie protezy i druk 3D. Najpierw wykonywany jest skan dłoni pacjenta. Na jego podstawie powstaje cyfrowy model, do którego nasze autorskie algorytmy dopasowują protezę. Ostatnim etapem jest wydruk 3D. Obecnie wykorzystujemy technologię SLA (stereolitografia), która zapewnia wysoką precyzję detali, ale w przyszłości rozważamy również inne metody dla zwiększenia wytrzymałości – mówił Mateusz Gajewski, założyciel startupu Omnitechnika.
Aby oddać naturalną motorykę ludzkiej dłoni, proteza składa się z segmentów, które poruszają się względem siebie i pozwalają na chwytanie przedmiotów. Został również zastosowany system podwójnych zawiasów umożliwiający zginanie się palca. Dzięki tym rozwiązaniom konstrukcja jest prostsza, tańsza i łatwiejsza w naprawie.
W naszym projekcie postawiliśmy na modularność. Docelowo tylko lej protezowy ma być drukowany pod konkretnego pacjenta. Reszta komponentów będzie ustandaryzowana i produkowana metodą wtrysku, co jeszcze bardziej obniży koszty. Stawy mają też działać jak bezpieczniki. Przy silnym uderzeniu lub zmiażdżeniu zniszczeniu ulegnie tani, wymienny element, a nie cała proteza. Jego wymiana ma zajmować zaledwie kilkanaście sekund – tłumaczy Miłosz Armatys.
Twórcy startupu chcieliby w przyszłości rozwinąć system haptyczny, który byłby w stanie przywrócić pacjentom część zmysłu dotyku. W segmentach palca umieszczone zostałyby czujniki nacisku, które przesyłałyby sygnał do opaski na nadgarstku, a miniaturowe silniczki wibracyjne informowałyby użytkownika o sile ucisku. Studenci zakładają też, że protezy będą w stanie wytrzymać obciążenie 300 kg podczas podnoszenia ciężkich elementów.
Na początku proteza ma być wprowadzona jako produkt wspierający codzienne funkcjonowanie, a nie certyfikowany wybór medyczny. Takie rozwiązanie pozwoli na szybkie wprowadzenie poprawek na podstawie opinii użytkowników, wyjaśnia Mateusz Gajewski:
Z jednej strony pozwoli nam to natychmiast dotrzeć do osób potrzebujących takiego rozwiązania bez zbędnego oczekiwania na urzędowe zgody, a z drugiej brak sztywnych ram certyfikacji da nam szansę na szybkie wprowadzanie poprawek na podstawie opinii użytkowników. Zakładamy, że koszt jednej protezy będzie oscylował w granicach 60 dolarów.
Młodzi inżynierowie nie zamierzają ograniczać się jedynie do rynku lokalnego. W przyszłości chcą licencjonować swoją technologię istniejącym centrom druku i skanowania 3D. Umożliwiłoby to pacjentowi wykonanie skanu i wydruku protezy w dowolnym kraju na świecie.
Więcej na temat projektu studentów Politechniki Wrocławskiej mówili Ewa Śmigaj i Jarek Maciejewski:
tekst: Magdalena Szlachta, red. Dominika Kubat