Na Viktorija univerzitetu tim inženjera, dizajnera i volontera naporno radi na izradi 3D odštampane protetičke ruke za ljude u najugroženijim i siromašnim područjima. Izazova je puno, ali rezultati koje postižu su neverovatni. Oni su Projekat „Viktorija ruka“ (Victoria Hand Project) i ovo je njihova priča.

Prilagodljiv hvat

Kasnih 90-ih dr Nikolaj Dečev je radio na svom master projektu i kreirao je protetičku ruku, sa inovativnom tehnologijom koju je nazvao “Prilagodljiv hvat”. “Prilagodljiv hvat” omogućava da  prsti obuhvate objekat kada se ruka zatvori. U to vreme ruka je dizajnirana da se proizvodi na CNC mašini. Zbog visoke cene proizvodnje došli su na idealno rešenje uz pomoć 3D štampe. Nakon shvatanja ove činjenice, dr Dečev i njegov kolega Džošua Kouts su modifikovali dizajn i započeli Projekat „Viktorija ruke“.

Proteza često nije dostupna ljudima koji žive u zemljama u razvoju zbog ograničenih novčanih sredstava. Zbog toga 3D štampa predstavlja rešenje za tim ljudi koji rade na štampi i montiranju protetske ruke, omogućavajući nižu cenu.

Sa 3D štampačem i odgovarajućim filamentom, klinika može štampati personalizovanu protetsku ruku ili zamenske delove, čak i u udaljenim zemljama. Na primer, u Nepalu, tim inženjera putuje i kreira medicinsku opremu i zamenske delove za mašine. To je lakše i jeftinije nego transport velikih kutija sa specifičnim delovima.

Njima je potreban 3D štampač koji nudi najkvalitetniju završnu obradu, sa jakom vezom između svakog plastičnog sloja. Ultimaker 2 je idealan zahvaljujući svom kvalitetu, jednostavnoj upotrebi i pristupačnim sredstvima za održavanje i rešavanje problema.

Kako funkcioniše?

Na početku, pacijent odlazi kod terapeuta na pregled i uzimanje mera. Kalup se kreira na osnovu njihovih ličnih mera preostalog uda, zatim protetičar kreira interfejs između uređaja i ljudskog tela.

U timu Viktorija univerziteta, ruke rade protetičari koji poseduju veštine za 3D skeniranje i izradu modela od gipsa. Ovo skeniranje se koristi za stvaranje prilagođene, 3D štampane čašice za pacijente. Ruka i zglob se štampaju u roku od 48 sati, zatim sledi montiranje i  kačenje na pacijentovu čašicu. Završni korak je farbanje protetske ruke da bi odgovarala prirodnoj boji kože pacijenta. Ovaj estetski momenat pruža pacijentu više samopouzdanja. Obuka je obezbeđena osoblju koja radi na 3D štampi, kao i protetičarima i terapeutima.

Izazovi za 3D štampu

Tim „Viktorija ruke“ istraživao je različite 3D štampače i došao do zaključka da je Ultimaker 2 idealan za njihove potrebe. Prvobitno su poručili i SLA 3D štampač, ali je bilo dosta neuspelih printova. Takođe, delovi su bili previše krti za praktičnu upotrebu. Ultimaker se pokazao kao najlakši za upotrebu, odnosno radnici na klinici i protetičari su veoma brzo mogli da savladaju rukovanje printerom.

U početku su nailazili na poteškoće, ali Ultimakerova uputstva i forum pomogli su timu da nauči da koristi i održava printer. Kvalitet odštampanih modela se popravio i cela proizvodnja ubrzala.

Tokom godina rada, tim stiče dragoceno iskustvo koristeći 3D štampače, i u mogućnosti su da pomognu i pruže tehničku podršku drugim klinikama. Oni lično obučavaju medicinske radnike, kako bi se osigurali da će naučiti kako da sastave i podese protezu.

Tim je shvatio koliko razlika i problema  postoji između štampanja u samoj klinici i štampanja na Viktorija univerzitetu. U Nepalu, na primer, svakodnevno nestaje struja. Bez agregata nijedna čašica ne može biti odštampana. U drugim klinikama, toplota i vlaga mogu promeniti svojstva materijala. U Katmanduu puno je prašine u vazduhu, što znači da build plate mora da se čisti češće, a to čini proces skupljim. Plus, transport i uvozne takse čine skupljim čak i zamene najmanjeg dela  poput dizne.

Izbor materijala

Ponekad, izazov je saznati koje su najbolja podešavanja za štampanje i rad. Sa Ultimaker 2+ štampačem, tim Viktorija ruke je testirao brzinu štampe i visinu sloja kako bi pronašao optimalna podešavanja. Takođe je testirao i različite materijale kao što su PLA, ABS, najlon i PET. Studenti inženjeri su volonterski preuzeli testiranja i analize svakog slučaja. Ovi testovi omogućili su timu „Viktorija ruke“ da dodatno unaprede svoj projekat. Volonteri su odlučili da je crni PLA najbolji materijal, budući da je akk i lako obradiv materijal. Ostali materijali su teži za štampanje – na primer ABS je jači ali nije se držao za build plate tako dobro. Korišćenje ovog materijala bi bilo problematično za manje iskusno medicinsko osoblje. PLA nudi odličan kvalitet i lakoću korišćenja, tako da je izabran kao najbolji materijal pogodan za ovaj projekat.

Od Gvatemale do Kambodže i šire

Nakon dobijanja sredstava od Grand Challenges Canada, projekat „Viktorija ruke“ udružio je snage sa Range of Motion iz Gvatemale. Zajedno su brzo ustanovili da su ljubima potrebne kvalitetne proteze, ali bez visokih troškova. Džošua Kouts, dizajner, priseća se svoje treće posete, kada je uvideo pun potencijal 3D štampača.

Do tada, fokusirao se na razvoj funkcionalnosti ruke. Nakon treće probe funkcionalnost, lakoća korišćenja i estetika ruke znatno su poboljšane. Trud se isplatio i konačno su dobili rezultate koji utiču na kvalitet života pacijenata.

Od tada, projekat Viktorija ruke započine saradnju sa drugim partnerskim klinikama iz Nepala, Haitija, Kambodže i Ekvadora. Klinike su našle pacijente, štampaju, sklapaju ruke i podešavaju protezu. Tim projekta Viktorija ruke namešta opremu, obučava medicinsko osoblje, nudi podršku i pratnju kroz rad.

Sponzori i pokrovitelji

Ceo projekat ne bi bio moguć bez nekoliko velikodušnih donacija. Grand Challenges Canada finansirao je prvobitni razvoj i probe, i pomogao u osnivanje dodatnih klinika. Ultimaker je donirao četiri Ultimaker 2+ štampača, ključnu komponentu za rad. Enable Community Foundation je finansirao kliniku na Haitiju, a druge donacije došle su kroz „crowdfunding“ i različite vidove prikupljanja sredstava.

Iako tim Viktorija ruke sarađuje sa E-nable, timovi dizajnera su sada odvojeni. Razlog tome je taj što E-nable nudi open-source model, pružajući ljudima mogućnost da preuzmu dizajn i štampaju bilo gde uz pomoć 3D štampača. Projekat „Viktorija ruke“ pruža .STL fajl i Gcode samo saradnicima. Ovo omogućava izuzetan kvalitet protetske ruke kao i održavanje dobre reputacije.

Novi uređaji

Pored 3D štampanja protetske ruke, tim je počeo da razvija nove medicinske uređaje uz pomoć 3D štampe kao što su podesiva proteza za stopalo, proteze za zglobove i prste. Koriste isti hardver i materijale tako da je dovoljno da pošalju dizajn email-om klinici i štampanje može da počne.

Delovi su termički formirani upotrebom pištolja za toplotu ili upotrebom tople vode, što je moguće zahvaljujući termoplastičnim svojstvima PLA. Kako materijal omekša, može se formirati oko udova, a kada se ohladi postaje krut i pruža podršku.

Budućnost

Projekat VIktorija ruke ima za cilj da dostigne više pacijenata, više novčanih sredstava i više partnerstava širom sveta.

Širenje priče i prikljupljanje novčanih sredstava su glavni faktori da bi se sve ovo ostvarilo.

Pogledajte video na sajtu i saznajte više o ovom neverovatnom projektu.