Rozwój nauki i technologii zaspokaja naturalną potrzebę człowieka odkrywania i tworzenia nowatorskich rozwiązań, dotykając przeróżnych dziedzin życia. Prawdziwie cenny jest jednak wówczas, gdy niesie ze sobą głębszy sens, przyczyniając się do poprawy czyjegoś losu. Przykładem takiej sytuacji jest wykorzystywanie najnowszych osiągnięć technicznych w medycynie. Stale zwiększa się ilość pacjentów, którym z pomocą przychodzi technologia druku 3D.

Druk 3D jako wsparcie dla chorych na SMA

Rdzeniowy zanik mięśni (SMA, ang. Spinal Muscular Atrophy) to schorzenie nerwowo-mięśniowe o podłożu genetycznym. Neurony w rdzeniu kręgowym odpowiadające za pracę mięśni obumierają, na skutek czego mięśnie słabną i stopniowo ulegają zanikowi. Samuel Brooks Schaefer i Joseph Kissing, inżynierowie biomedyczni z Grand Valley State University w Grand Rapids, w stanie Michigan, stworzyli dla dwuletniej Lylah Gritter cierpiącej na SMA egzoszkielet. Projekt i analizy wytrzymałościowe zostały wykonane z użyciem pakietu SolidWorks ™, po czym egzoszkielet został wytworzony przy użyciu drukarek 3D.

Angel Arms Exoskeleton, źródło: http://patternspace.co/

Zgodnie z duchem Open Source projekt został nieodpłatnie udostępniony i każdy zainteresowany może pobrać gotowy model 3D (http://patternspace.co/angel-arms-exoskeleton).

Innowacyjny projekt zrealizowany na polskim podwórku

W marcu 2015 r. w trakcie V Dni Druku w Kielcach stoisko Drukarni Golem 3D odwiedziła Pani Małgorzata. Opowiedziała o swoim rocznym wówczas synku, chorującym na SMA i swoich działaniach zmierzających do pozyskania modelu egzoszkieletu. Po skontaktowaniu się ze wspomnianymi amerykańskimi inżynierami i podaniu wymiarów rączek dziecka, jego rodzice otrzymali projekt modelu dostosowanego rozmiarem do ich synka. W ramach Mecenatu Druku 3D, Drukarnia Golem 3D postanowiła zrealizować wydruk egzoszkieletu.

Prosta konstrukcja o nieocenionej wartości

Egzoszkielet jest konstrukcją mającą umożliwić poruszanie rękoma osobie, której mięśnie są zbyt słabe, aby podjąć taką aktywność bez wspomagania. To układ elementów z tworzywa sztucznego (ABS), sprężyn i elastycznych opasek, pozbawiony jakiegokolwiek elektronicznego sterowania. I właśnie w prostocie tkwi siła tej koncepcji projektu – egzoszkielet jest relatywnie tani i szybki w produkcji.

Mechanizm jego działania wykorzystuje podstawowe prawa fizyki. Siła sprężyn w egzoszkielecie równoważy ciężar pacjenta, w omawianym przypadku jego rąk, dzięki czemu przy odrobinie minimalnego wysiłku chory na SMA jest w stanie wykonywać ruchy rękoma, czego wcześniej nie był w stanie zrobić. Wydrukowany egzoszkielet umożliwił Krzysiowi wykonywanie czynności dotychczas dla niego nieosiągalnych.

Dlaczego druk 3D?

Technologia druku przestrzennego idealnie nadaje się do wytwarzania obiektów spersonalizowanych, czyli dostosowanych do konkretnego odbiorcy. W przypadku rozwiązań medycznych, gdzie koniecznym jest branie pod uwagę cech charakterystycznych każdego pacjenta, a egzoszkielet musi być dopasowany do indywidualnych wymiarów, wykorzystanie takiej metody wytwarzania wydaje się być najbardziej zasadnym. Ponadto dzięki możliwości swobodnego skalowania modelu 3D procedura produkcji kolejnego egzemplarza ulega skróceniu i uproszczeniu, co jest istotne w odniesieniu do dzieci, których wzrost i wymiary ulegają zmianie w czasie.

Stawiając pierwsze kroki w branży druku 3D, nie przypuszczaliśmy, że będzie on miał potencjał przyczynienia się w istotny sposób do poprawy czyjegoś losu. A kto wie, co przyniesie jutro…

Autor: Kinga Wolnik

Przeczytaj także:
Nasz wydruk na konferencji medycznej
Przykłady innych zastosowań druku 3D