戴森设计大奖全球20强:3D打印手部矫形器,脑瘫患儿的“私人订制”手套

比利时的技术人员从3D打印获得灵感,选用高强度、高韧性的TPU作为材料,通过惠普多射流熔融(MJF)3D打印技术,设计出可以为患者量身定制的矫形器。

2022年06月01日



脑瘫患儿常常会由于肌张力过高、肌肉痉挛,导致关节活动受限,肢体呈现畸形。通过佩戴矫形器,可以一定程度上纠正异常姿势,培养正常运动模式,有助于防止关节畸形、肌肉挛缩,从而更好地提高儿童的独立生活能力。

目前,针对脑瘫患儿上肢痉挛主要有两种类型的矫形器:一种是静态矫形器,它可以阻挡痉挛力,但这种直接的对抗会使局部肢体高度紧张,患者要承受大量疼痛;另一种是动态矫形器,通过在手腕处安装昂贵的专利铰链实现腕部运动。

来自比利时的技术人员Mano Balliu从3D打印获得灵感,选用了高强度、高韧性的TPU作为材料,通过惠普多射流熔融(MJF)3D打印技术,设计出可以为患者量身定制的矫形器ManiFlex。

ManiFlex可以由骨科技术人员进行定制,先对患者的手臂和手进行3D扫描,将模型上传到3D打印软件平台,再将软件中的虚拟矫形器“佩戴”在模型上,结合医生提供的临床数据和患者的意愿进行个性化定制,最后使用3D打印机将矫形器制作出来。

之所以选择TPU作为材料是因为其独特的性能,通过调整厚度,可以调整它的柔韧性和刚性。整体采用较厚的结构维持整个矫形器的稳定,在关节弯曲点利用材质的柔韧性,代替传统的机械铰链,实现关节活动,同时通过厚度的调整提供特定的阻力。

ManiFlex矫形器支持所有关节活动,同时每个关节又都承受一定的阻力。患者手部日常活动时,高强度间歇发作的痉挛被缓冲和适应,而不是被强力阻止。每个手指都可以单独活动,这为患者的日常生活提供了极大的便利。

这种TPU材料是多孔的,适合皮肤接触,结合开放式的设计,让佩戴更为舒适。魔术贴可以裁剪成合适的形状,易于拆卸,便于清洁。

未来,技术团队将对3D打印工艺进行改进,让产品更坚固耐用,期待其成熟产品早日面世!相信这个小小的手套,可以大大提升脑瘫患儿的生活品质!

观看视频详细了解ManiFlex

了解更多:https://www.jamesdysonaward.org/en-US/2021/project/maniflex/

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