Pour presque chaque personne qui reçoit une prothèse conventionnelle ou imprimée en 3D, il y a une histoire à raconter. Que les patients soient nés avec un besoin de remplacement d'un membre ou qu'ils en aient eu besoin plus tard après une maladie grave comme un accident vasculaire cérébral ou une blessure liée à la guerre bien trop courante, ils peuvent avoir l'impression que tout le monde les a abandonnés à un moment donné en raison du manque de fonctionnalité – et ils peuvent commencer à s'abandonner après avoir fait face à une longue période de gêne et de frustration de ne pas être en mesure d'accomplir des tâches ou de profiter d'une vie bien remplie. Il en va de même pour les patients qui pouvaient souffrir d'une mobilité limitée ou douloureuse avant l'utilisation d'orthèses imprimées en 3D, ou encore, avec celles qui n'ont pas été correctement ajustées. Cependant, le désir inné de continuer à bouger se trouve au plus profond de la plupart des humains, quel que soit le coût ou le temps consacré à la fabrication.
Les prothèses et les orthèses ont parcouru un long chemin
Les artefacts servent de preuve de ce besoin, remontant aussi loin que l'Égypte ancienne; en fait, le premier dispositif de remplacement connu était un gros orteil artificiel trouvé sur le pied d'une momie qui avait guéri d'une amputation et apparemment non seulement a utilisé sa prothèse de manière intensive, mais a été enterrée avec. Le dispositif prothétique rudimentaire était daté entre 1069 et 664 avant JC et fabriqué de manière impressionnante avec du lin, de la colle et du plâtre.
Les matériaux d'aujourd'hui sont certainement plus avancés, mais l'objectif et le résultat sont les mêmes. Les humains veulent tenir des choses, marcher et être productifs comme tout le monde ; Cependant, les prothèses et les orthèses ont toujours fait l'objet d'une approche beaucoup moins sur mesure, et les patients étaient moins susceptibles de les porter en raison de la gêne ainsi que d'un inconfort modéré à intense. Les méthodes conventionnelles, reposant sur le moulage par injection ou d'autres types de fabrication courants, sont souvent plus coûteuses et nécessitent plus de temps passé dans des raccords ardus, itérant sur de longues périodes de temps et une production moins rapide. Au final, la livraison de l'orthèse ou de la prothèse pourrait prendre des mois.
L'impression 3D favorise un traitement spécifique au patient
Avec l'impression 3D, une numérisation 3D rapide peut être effectuée pour créer un appareil personnalisé qui peut être facilement modifié et imprimé à nouveau avec un délai d'exécution rapide et beaucoup moins de dépenses. Non seulement cela, mais pour un grand nombre d'appareils de ce type destinés aux adultes et aux enfants dans des régions éloignées sans accès facile aux soins médicaux, les fichiers 3D peuvent être facilement transférés à des particuliers ou à des médecins équipés d'imprimantes 3D. L'essentiel est que le remplacement d'un membre et la production d'orthèses sont plus rapides, plus précis et plus accessibles à tous – répondant aux rêves de milliers de personnes qui attendaient depuis très longtemps une solution prothétique ou orthétique confortable et attrayante. porter.
Prototypage pour dispositifs médicaux
Bien que l'impression 3D ait évolué bien au-delà du prototypage rapide, la fabrication additive étant aujourd'hui responsable d'une large gamme de pièces finales hautes performances, le processus reste extrêmement précieux pour un processus tel que la création de prothèses et d'orthèses. L'impression 3D est particulièrement précieuse pour cette application médicale spécifique, non seulement en raison de sa capacité à transformer la vie des gens, mais aussi parce que la technologie d'impression 3D permet de fabriquer des géométries complexes alors qu'elles étaient auparavant impossibles via des méthodes conventionnelles telles que l'usinage CNC ou le moulage par injection.
Les équipes médicales, les chercheurs, les ingénieurs et les concepteurs s'appuient sur une multitude de fonctionnalités offertes par l'impression 3D, ce qui la rend propice à la création de prothèses car il est si facile de fabriquer un prototype, puis de l'itérer dans la mesure requise pour un appareil comme une main bionique. ou bras. Cela permet également un ajustement intensif des orthèses imprimées en 3D, assurant le confort du porteur sans longs temps d'attente ni grandes dépenses. Pour les spécialistes comme les prothésistes, l'impression 3D change la donne en termes de capacité à concevoir des emboîtures prothétiques qui reposent entre la peau du patient et l'appareil, là où il est essentiel d'avoir un bon ajustement et une bonne forme. Alors qu'auparavant, le processus pouvait être long en termes de mesure, d'ajustement et de création d'un produit final, l'impression 3D rationalise la production depuis la première rencontre avec le patient jusqu'à son retour à une vie et une fonction normales.
Certaines prothèses et orthèses sont fabriquées uniquement par scans 3D et impression 3D, tandis que d'autres sont complémentaires à la robotique et à la bionique. Shapeways a travaillé avec des clients au fil des années pour produire des pièces prothétiques et orthétiques nécessitant des emboîtures imprimées en 3D hautement personnalisées. Le développement de produits comprend des modèles imprimés en 3D qui sont ajustés sur un t-shirt, puis fabriqués pour le produit final qui est souvent élégant, avec différentes textures, ainsi que des modèles comme des motifs de super-héros.
Fabrication additive pour orthèses et prothèses : matériaux et technologie
Shapeways recommande les matériaux d'impression 3D suivants pour les prothèses, tous produits avec la technologie Selective Laser Sintering :
Nylon 11 [PA11 (SLS)] – Le plus couramment utilisé pour les orthèses et prothèses imprimées en 3D pour les clients Shapeways, le PA11 offre la biocompatibilité requise pour les produits qui seront en contact avec la peau humaine. Ce matériau d'impression 3D est également extrêmement durable et résistant aux chocs, disponible en blanc naturel, avec une finition standard.
Nylon 12 [Versatile Plastic] – Également biocompatible, ce matériau hautement adaptable est l'un des matériaux les plus courants dans l'impression 3D. Très populaire pour les prothèses et les orthèses, il est suffisamment robuste et résistant pour résister à l'usure à long terme. Le nylon 12 [Versatile Plastic] est réputé pour sa capacité à agir avec souplesse pour l'impression 3D de structures fines, et avec rigueur pour l'impression 3D de pièces plus épaisses. Il peut également être teint en neuf couleurs différentes et est disponible dans une variété de finitions d'impression 3D, notamment :
Naturel – Cette finition a une surface légèrement rugueuse et une finition mate.Processed – Cette finition enlève une partie de la matière pour créer une surface plus lisse.Premium – En utilisant un processus mécanique, le culbutage des supports céramiques, cette finition enlève la matière pour créer une surface lisse.Lisse – Cette finition a une surface lisse et une légère brillance, créée à l'aide d'un procédé physico-chimique pour lisser la surface à la vapeur.
Polyuréthane thermoplastique (TPU) – Utilisé dans de nombreuses applications nécessitant élasticité et flexibilité, le TPU est un matériau caoutchouteux populaire pour une utilisation dans les orthèses et les prothèses, y compris la conception et la production de douilles. En tant que norme de l'industrie, le TPU est reconnu pour ses propriétés robustes, conférant résistance et durabilité aux dispositifs médicaux, y compris ceux dotés de fonctions de verrouillage. Le TPU est disponible en blanc cassé avec une finition mate standard.
Le frittage sélectif au laser, une sous-catégorie de la fusion sur lit de poudre, commence lorsque de fines couches de poudre sont étalées sur le lit d'impression. Un laser puissant trace la conception du prototype ou de la pièce sur la poudre, balayant chaque couche et les fusionnant juste en dessous du point de fusion. Aucun support n'est nécessaire car la poudre non frittée s'accumule autour des pièces en cours d'impression, les stabilisant pendant la production. La poudre non frittée peut également être réutilisée, mélangée à de la poudre vierge pour le prochain cycle de fabrication additive.
Impression 3D mondiale pour prothèses et orthèses
Tout en continuant à mettre l'accent sur la personnalisation et le meilleur ajustement possible pour les porteurs de prothèses imprimées en 3D et d'orthèses imprimées en 3D, Shapeways s'associe à d'autres fabricants pour la production d'orthèses et de prothèses imprimées en 3D prêtes à être commercialisées et disponibles pour les concepteurs et les entreprises de toutes tailles.
L'impression 3D est bien plus qu'un simple processus viable à ce stade, c'est une option normale pour les fabricants progressistes qui recherchent des avantages tels que la vitesse et l'efficacité de la production ainsi que la capacité de produire des géométries qui étaient auparavant impossibles. Cela est encore plus vrai dans le domaine des prothèses où des organisations à but non lucratif comme e-NABLE se sont regroupées dans des efforts internationaux et communautaires pour concevoir des prothèses ou télécharger des conceptions open source et les imprimer en 3D pour les enfants et les adultes dans le besoin. Ils ont produit des milliers de conceptions et d'appareils prothétiques imprimés en 3D pour une utilisation dans le monde entier, et souvent dans des régions déchirées par la guerre ou en proie à des troubles.
D'autres organisations ont également créé des prothèses amusantes pour les enfants. par exemple, les mains et les bras imprimés en 3D et personnalisés de manière intensive avec un style de super-héros ont été non seulement populaires auprès des enfants du monde entier, mais aussi extrêmement efficaces. Alors que les prothèses traditionnelles et moins décoratives, imprimées en 3D ou non, ont pu rendre les enfants gênés par le port de leurs prothèses, les appareils équipés pour ressembler à des super-héros ont l'effet inverse. La robotique et la bionique sont également intégrées dans une variété de prothèses différentes, permettant aux membres de fonctionner à peu près comme un vrai membre, permettant même aux porteurs de prothèses de faire du sport, des instruments de musique et d'effectuer de nombreuses tâches typiques que le reste d'entre nous tient pour acquises.
À propos de Shapeways
Profitez des avantages de cette technologie de pointe et d'une large gamme de matériaux de Shapeways pour l'impression 3D de vos créations avec précision, détails complexes, et sans minimum ni limite en termes de personnalisation de masse ou de commandes de pièces uniques. Shapeways a travaillé avec plus d'un million de clients dans 160 pays pour imprimer en 3D plus de 21 millions de pièces ! Lisez les études de cas, apprenez-en plus sur les solutions de fabrication additive Shapeways et obtenez des devis instantanés ici.
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