Protetika mění život k lepšímu! Ale výroba umělých končetin je zdlouhavá a hlavně drahá. Umělé náhrady horních končetin stojí tisíce dolarů a jejich výroba zabere týdny nebo i měsíce – pacient tak místo rehabilitace dlouho čeká. Victoria Hand Project, nezisková organizace spadající pod University of Victoria v Kanadě, ukazuje, že existuje lepší cesta. Spojením šikovných inženýrů s globální sítí klinik, a s využitím 3D tisku, mohou dodat protetické ruce na míru při nákladech kolem 150 USD — a to vše během několika dní.

 

“Náš cíl je prostý: pomáhat lidem, kteří přišli o končetinu, tím, že jim poskytneme levné 3D-tištěné protézy, které lze vyrobit přímo na místě, ať už se nacházejí kdekoli,“ říká zakladatel a technický ředitel Dr. Nick Dechev.

Začalo to jako studentský pokus

Nápad vznikl v roce 2015, kdy Dechevova laboratoř na univerzitě ve Victorii spolu se skupinou studentů techniky zkusila vytisknout protetickou ruku na 3D tiskárně. První zkušební tisky byly překvapivě robustní a funkční. Design procházel dalšími úpravami, verze po verzi. Přidávaly se nové funkce, zlepšovala se robustnost a postupně zapracovávali zpětnou vazbu od pacientů a lékařů.

Dnes Victoria Hand Project spolupracuje s partnery v 11 zemích, z nichž každý je schopen vytvářet a nasazovat protetické ruce v lokálních podmínkách. Pracovní postup je jednoduchý:

 

  • Certifikovaný protetik změří končetinu pacienta a udělá její sádrový odlitek.
  • Odlitek se naskenuje pomocí 3D skeneru a přenese se do Autodesk Fusion 360.
  • V tomto kroku přichází na řadu vlastní softwarové řešení od Victoria Hand Project: Vytvoření dokonale padnoucího modelu pro protézu v CADu je obvykle složitý proces, který trvá hodiny a vyžaduje velmi zkušeného designéra. Software VHP ale tento proces automatizuje — analyzuje sken, přizpůsobí geometrii přesným měřením pacienta a během několika minut vytvoří model připravený k tisku.
  • Jednotlivé části umělé končetiny se poté vytisknou, často přes noc, a sestaví na místě. Pacientovi se nasadí hned následující den.

 

“Vše se děje lokálně” říká CEO projektu Michael Peirone. “To snižuje náklady, zkracuje dobu dodání a zajišťuje, aby se lidem dostalo péče, kterou potřebují, bez dlouhého čekání.”

Právě automatizace designu ve Fusion 360 je to, co činí z Victoria Hand Project univerzální a dostupné řešení pro kohokoli a kdekoli: Kliniky v rozvojových zemích nebo ve válečných zónách obvykle nemají mezi zaměstnanci CAD specialisty. S VHP rešením může umělou ruku na míru připravit každý, kdo prošel krátkým školením – i bez hlubší znalosti 3D modelování. A platí, že čím dříve získá pacient umělou končetinu, tím dříve se může učit jemnou motoriku. Více o softwarovém řešení Victoria Hand Project najdete zde.

Victoria Hand zblízka

Nejnovější verze Victoria Hand v sobě kombinuje robustností řešení, přesnost a snadnou opravitelnost. Dlaň a prsty tvoří malé laserem řezané kovové pláty pro hladký a spolehlivý pohyb, zatímco klouby a konektory jsou tištěné na 3D tiskárně.

Špičky prstů tvoří silikon pro lepší úchop a flexibilitu v kombinaci se strukturou z PLA pro pevnost a lehkost.

Ruka může být uzamčena v několika pozicích, což uživatelům umožňuje provádět každodenní úkoly, jako je vaření, práce, držení nástrojů nebo dokonce ovládání fotoaparátu. Pokud se nějaká část opotřebuje, lze ji vytisknout a vyměnit během několika hodin — není třeba ji posílat do specializovaného servisu.

Tisknuto výhradně Original Prusa XL

Když Victoria Hand Project hledal vhodnou tiskárnu, potřebovali víc než jen velký tiskový objem. Tiskárna Original Prusa XL splňuje všechny požadavky VHP — od velkého objemu, konzistentní kvality tisku až po funkce, jako je automatická kalibrace a Power Panic pro obnovu provozu po výpadku proudu.

Pro protézy až nad loket je objem tisku zásadní a typicky se jedna taková tiskne asi 9,5 hodiny, což umožňuje rychlou výrobu i v náročných podmínkách.

Modulární design XL a možnost využít více tiskových hlav otevírá možnosti pro budoucí vývoj – od testování nových materiálů až po multi-materiálový tisk.

Využití na Ukrajině

Jedním z nejnovějších partnerů VHP je klinika Arol Plus v ukrajinském Lvově — velké, moderní zařízení, které vyrábí všechny typy protetických pomůcek pro lidi postižené válkou. V Arolu provozují hned několik tiskáren Original Prusa XL, které se používají výhradně pro protézy od Victoria Hand Project.

Ředitel kliniky Oleksandr Herasymenko je velkým příznivcem 3D tisku:

“Pacienti, kteří rychle dostanou funkční protetickou pomůcku, si mohou mnohem rychleji obnovit své dovednosti. Musí se znovu naučit jemnou motoriku — a čím dříve s tím začneme, tím lepší jsou výsledky.”

Díky Original Prusa XL tiskárnám může klinika vyrábět a nasazovat ruce během dnů místo týdnů. Možnost tisknout protézy, paže a náhradní díly přímo na místě znamená, že mohou přizpůsobit design potřebám každého jednoho pacienta.

“3D tiskárna nepotřebuje přestávku na oběd ani dovolenou,” dodává Oleksandr. “Pracuje 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, takže můžeme bez přestávky vyrábět přesně to, co potřebujeme.”

Kontinuální vývoj

Ve Victoria Hand Project probíhá kontinuální vývoj: poslední vylepšení zahrnují vnitřní a vnější rotaci lokte pro přirozenější rozsah pohybu a drobné vychytávky, která usnadňují tisk a sestavování pro partnerské kliniky. Také neustále ladí svůj software.

“Chceme se neustále rozšiřovat, abychom mohli pomoci co nejvíce lidem v nouzi,” says Nick. “Doufáme, že jednou dosáhneme stavu, kdy budeme moci poskytnout protetickou péči komukoli na světě.”

Nápady jako tento ukazují, že 3D tisk může pozitivně měnit životy. Otázka ale zní — co můžete vyrobit pro lidi vy?

 

Jakub Kmošek and Štěpán Feik