Druk 3D w ortopedii – pokrycie kosmetyczne protezy podudzia

Design Pro Technology Sp. z o. o. oferuje produkty i usługi w zakresie zaopatrzenia ortopedycznego ludzi i zwierząt. Głównym polem działania jest protetyka i ortotyka kończyn. Codziennością w życiu firmy jest wyjątkowo dokładne dopasowywanie produktów do anatomii pacjenta, stąd też potrzeba wykorzystania technologii druku 3D. Od 2020 roku firma korzysta z dwóch drukarek OMNI3D Factory 2.0. Urządzenia są wykorzystywane zarówno przy prototypowaniu, jak i wykonywaniu produktów końcowych typu pokrycia kosmetyczne, aktywne ortezy, dynamiczne protezy.

Wyzwanie

Firma zauważyła, że jest silna potrzeba personalizacji wyrobów medycznych, z którymi utożsamiają się pacjenci – skupiono się na pokryciach kosmetycznych. Pokrycia są to osłony na protezy, które chronią protezę przed środowiskiem zewnętrznym, a zarazem chronią otoczenie przed metalowymi elementami protezy. Ponadto nadają one kształt brakującej kończyny, a proteza mniej hałasuję. Poza funkcjonalnością pokrycie kosmetyczne spełnia też funkcję estetyczną i wyrażania siebie – podobną do ubioru. Z tym, że pacjent utożsamia się bardziej ze swoją sztuczną nogą niż z koszulką, dlatego tak ważna stała się personalizacja wyrobów. Chcemy, aby pacjent z dumą każdego dnia wkładał swoją protezę i pokazywał się w niej światu, a druk 3D odgrywa kluczową rolę w procesie indywidualnego dopasowania pokrycia kosmetycznego.

Aplikacja

Prezentowany projekt pokrycia kosmetycznego powstał w oprogramowaniu SolidWorks. Bazą do projektu był skan 3D protezy pacjenta oraz modelowy skan 3D kończyny dolnej. Dzięki wykorzystaniu skanera 3D mamy pewność co do dopasowania pokrycia do protezy i krzywizn anatomicznych brakującej kończyny. Po wygenerowaniu odpowiedniego kształtu pokrycie zostaje spersonalizowane pod względem wizualnych preferencji pacjenta. 

W prezentowanym przypadku pacjent jest kierowcą wyścigowym, fanem sztuki japońskiej i preferuje ciemny ubiór. Dlatego też w projekcie motywem przewodnim był motyw siatki geometrycznej przypominającej oplot żył. Dodatkowo na przednim panelu pojawiły się japońskie znaki kanji symbolizujące miłość do samochodów. Tylny panel został natomiast oznaczony firmowym logo. Podczas montażu przedni panel łączy się z panelem tylnym, zaciskając tym samym podatne mocowanie na protezie pacjenta, blokując pokrycie przed obracaniem i przesuwaniem się.

Pełne pokrycie składa się z trzech elementów, z czego druk możemy podzielić na dwa procesy ze względu na użyty materiał. 

Tabela 1. Parametry druku pokrycia kosmetycznego

Rozwiązanie

Żadna inna metoda nie pozwoliła by na wydajną, małoseryjną produkcję personalizowanych wyrobów. Dzięki wykorzystaniu druku 3D proces wytwarzania mógł być skrócony do minimum, a pokrycie idealnie pasowało do kształtu protezy pacjenta. Ponadto druk 3D pozwolił na silną personalizację detali pokrycia, a dobra jakość wydruku wykluczyła konieczność obróbki detalu po wydrukowaniu.

Efekt

Dzięki wykorzystaniu druku 3D czas oczekiwania na pokrycie kosmetycznie wyraźnie się skrócił. Wprowadzenie metody przyrostowej pozwoliło na zredukowanie ilości osób pracujących przy realizacji, a także skróciło czas pracy człowieka do niezbędnego minimum. Jednakże głównym pozytywnym efektem pozostają możliwości personalizacji i szybkiego prototypowania, które nie są możliwe przy wykorzystaniu innych technologii produkcyjnych.