Российские протезы пальцев созданные с помощью 3D-печати

В России стоит очень острая проблема — отсутствие функциональных протезов пальцев рук. Существующие доступные решения нефункциональны и носят сугубо косметический характер. Но почти год назад команда компании Can-Touch.ru (специалисты в области промышленной 3D-печати) вдохновилась идеей создания функционального детского протеза. К проекту вскоре присоединились инженеры компании W.E.A.S. Robotics (специалисты в области робототехники), и началась серьезная работа.

Под катом история о том, как разрабатывается этот протез. Приводим текст, написанный от первого лица непосредственно членами команды проекта.

Первый пациент

Наш первый пациент — Александр, житель города Ярославль. В результате несчастного случая он потерял пальцы на обеих руках, но кистевые суставы сохранили полную функциональность.

Подробный отчет, как создавался этот протез, вы можете прочитать в статье Протез кисти при помощи 3D-печати: наш путь от идеи до реализации. Это было сложно, но интересно, и с первого раза не все получилось, его протез еще требует доработки.



Девочка Оксана

Второй пациент — маленькая девочка Оксана. В основе версии протеза для нее лежала модель, полностью созданная конструкторами и дизайнерами проекта.
Стоит отметить, что примерка выявила недостатки конструкции, но также показала, какие из решений были удачными. Сейчас Оксана осваивает уже вторую, улучшенную модификацию протеза.
А вот видео с установкой нашего третьего протеза десятилетнему Даниилу из Саратова.



Откуда все пошло

Вот это видео вдохновило команду проекта на создание протеза. Южноафриканский краснодеревщик Ричард Ван Ас разработал механический протез с функционирующими пальцами, который можно распечатать на 3D-принтере. Ван Ас бесплатно изготовил протезы уже нескольким детям.
Эта тема их очень заинтересовала, захотелось сделать что-то доброе и полезное. Ребята стали искать информацию о подобной практике в России и, к сожалению, ничего не нашли. Возможно, нам просто не удалось ничего найти, а возможно, у нас этим действительно никто не занимается.

Конструкция протеза и технология установки

Изготавливают протезы с помощью 3D-печати, работая на промышленных 3D-принтерах. Такие принтеры обеспечивают печать высокой точности, что гарантирует высокое качество изделия. Еще одно из основных преимуществ 3D-печати в том, что можно сделать абсолютно индивидуальное изделие по размерам, форме и конструкции, и делает ее незаменимой в протезировании.





Протез работает (осуществляется схват) за счет сгиба лучезапястного сустава. Он компенсирует ребенку отсутствие пальцев и позволяет вести более полноценную жизнь.

Изготовление и установка протеза происходит следующим образом:

1. Сначала необходимо снять размеры руки ребенка, далее доработать модель и отправить на печать.
2. Детали протеза печатаются на 3D-принтере по технологии SLS из биологически нейтрального пластика — полиамида (PA2200)
3. Далее протез собирается на специальный термопластик, который размягчается при температуре 80 градусов, охлаждается и формует каркас протеза прямо на руке.
4. После сборки остается только отрегулировать натяжение тяговых тросов и можно приступать к осваиванию протеза, что, конечно, требует времени.



Весь процесс установки протеза (от подготовки модели до начала тренировок) занимает 5-6 дней.
Отдельно стоит отметить одну особенность работы над проектом на текущей стадии. Разработка конструкции и дизайна протеза осуществляется удаленно различными участниками команды. В связи с этим мы долго искали возможности совместного управления проектом в облачной среде и после знакомства с представителями компании Autodesk, они предложили решение. Мы заключили партнерское соглашение с компанией по программе CleanTech, и нам предоставили несколько лицензий программного пакета Product Design Suite. Главным преимуществом сотрудничества с компанией Autodesk для нас является очень удобная удаленная работа всех членов команды, которые используют различные программные решения (Inventor, 3ds Max, AutoCAD и проч.). Интеграция осуществляется с помощью программы Autodesk Vault, что существенно сокращает время на обмен информацией внутри команды.

Поддержка проекта

Важной задачей для успешной реализации проекта является поиск серьезных партнеров как в России, так и за рубежом. На текущий момент, партнерами компании являются: Институт протезирования им. Г.А. Альбрехта (Санкт-Петербург), бизнес-инкубатор «Ингрия» (Санкт-Петербург), дизайнерское агенство Organica (Москва, Британская Высшая Школа Дизайна), сеть международных центров социальных инноваций ImpactHub.

Текущие задачи и взгляд вперед

Как было отмечено выше, у нас еще есть некоторые недочеты в конструкции. Вот основные задачи, которые предстоит решить:

1. Разработка нового механизма возврата кисти в стандартное положение после сгиба.
2. Поиск оптимальной позиции большого пальца для максимально удобного и функционального схвата.
3. Нужно сделать более удобные крепления и регулировку натяжения тросов.

Далее будут распечатаны 5-6 протезов для испытаний (каждый из этих протезов будет установлен отдельному пациенту), по результатам которых будет создан пред-рыночный образец, которому предстоит сертификация (главное требование — протез должен отработать 1 млн. циклов).

Так же мы приступили к разработке электромеханического протеза и уже сделали первый прототип. Сейчас осуществляется проверка на собираемость всей электромеханической схемы и первые испытания в связке с мио-датчитками.





В целом же, план развития проекта на ближайший год выглядит следующим образом:

1. Доработка конструкции механического протеза пальцев.
2. Доработка электромеханического протеза.
3. Сертификация и вывод на рынок механических протезов пальцев.
4. Сертификация и вывод на рынок электромеханического протеза.
5. Разработка прототипа плечевого экзоскелета для людей с болезнью артрогрипоз и демонстрация прототипа на международной конференции в Москве.

Мы открыты к сотрудничеству

Будем рады любым советам, предложениям, информации, нужным контактам, а также распространению этой идеи и репостам. Общими усилиями уже удалось изготовить три образца. Проложена тропинка в будущее, где многие дети и взрослые могут получить подобный протез по доступным ценам, по сравнению с тем, что есть сейчас. Единомышленники, призываем вас к диалогу и взаимодействию. Оставляйте ваши комментарии к посту, пишите сообщения на почту info@can-touch.ru. Будем рады каждому откликнувшемуся!

Источник: habrahabr.ru/company/autodesk/blog/229297/