Ученые встроили электронные датчики в напечатанные на 3D-принтере протезы
Москва, 11:08, 05 Апр 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Политехнического университета Виргинии сделали шаг к созданию персонализированных протезов, напечатанных на 3D-принтере. Специалисты интегрировали в устройства электронные датчики – достижение, повышающее функциональность изделий.
3D-принтер позволяет создавать сравнительно дешевые протезы на основе изображений из открытых баз данных. Но им не хватает персонализированного пользовательского интерфейса, присущего дорогим и сложным современным системам. Специалисты Политехнического университета Виргинии приблизились к решению этого вопроса, сообщает techxplore.com. Результаты исследования представлены в PLOS ONE.
Специалисты хотят внедрить датчики в месте контакта изделия и тканей человека. Они также намерены разработать технику введения электроники в процессе печати. Ученые начали с 3D-сканирования объекта, в данном случае – конечности подростка. Полученная информация использовалась для внедрения датчиков в принимающую форму протеза полость с помощью соответствующей техники 3D-печати.
«Персонализация и модификация свойств и функций носимых систем за счет 3D-печати и 3D-сканирования открывает двери к новым технологиям в медицине и изучению фундаментальных вопросов, связанных с ними», — сказал Блейк Джонсон, в чьей лаборатории проводилось исследование.
На работу ученого подтолкнуло состояние дочери коллеги. Джози Фратичелли родилась с синдромом амниотических перетяжек, приведшим к недоразвитию правой руки. Команда Джонсона напечатала для нее бионическую руку. Ученые совершенствовали прототип, разрабатывая новые технологии послойного синтеза. Они выяснили, что персонализация устройства увеличивает контакт тканей с протезом почти в 4 раза. Большая площадь контакта помогла понять, куда установить датчики давления для улучшения дизайна.
Испытания прототипов с и без массивов чувствительных электродов показали изменения в распределении давления в расслабленной и согнутой руке.
«Разница между мягкой кожей и жесткой поверхностью остается проблемой, — сказал Юйсинь Тонг, первый автор работы. – Электроды могут помочь улучшить дизайн протезов».
