整形外科技術に大きな変化をもたらす3Dプリントの役割

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-2-23 15:23 に最後に編集されました。

アンタークティックベアは、3Dプリント技術は完全にカスタマイズできるため、義肢や装具などの医療製品の製造に非常に適していると指摘しました。現在、世界各地で専門的な義肢3Dプリント企業が出現しています。この市場の見通しは非常に広いため、その多くは資本の支持も得ています。整形外科技術3DプリントのサプライヤーであるプラスメディカOTの最高執行責任者であるアレクサンダーヒュルク氏は、積層造形（3Dプリント）装具について次のように述べています。「装具を着用したい人はいません。しかし、日常生活でその存在をほとんど無視でき、美観さえも満たすことができれば、着用時間を大幅に延ばすことができ、装具は満足のいく治療効果を達成できます。患者は、積層造形技術で作られた装具を着用した後、通常、それを使い続けます。この種の装具のフィット感、着用感、外観は、従来のプロセスで作られた装具よりもはるかに優れています。」
矯正器具の設計と製造における課題は何ですか? 3D プリント技術は、plus medica OT がフィット感があり、快適で、美しい外科用装具を作成するのにどのように役立ちますか? 3D プリント技術は矯正器具の設計と製造にどのような利便性をもたらしますか? plus medica OT の 3D プリント装具の設計と製造プロセスは、これらの問題を適切に解釈します。

カスタマイズされたデザインと統合された機能<br /> サポート装具に関しては、形状、機能、材料の厚さの構成を各患者のニーズに合わせて調整する必要があるため、整形外科技術者は個々の構造によって制約を受けることがよくあります。複雑な構造が必要な場合、従来のプロセスでは限界に達することがよくあります。さらに、製造に費用と時間がかかることから、容易に入手できるものではありません。これらの問題を解決するために、plus medica OT は産業用 3D プリント技術を使用しています。 EOS GmbH の生産システムとコンサルティングサービスを活用することで、同社は各患者のニーズに合わせて装具をカスタマイズできます。これは従来のプロセスではほとんど不可能なことです。
課題人は皆それぞれユニークであり、これは特に個人のニーズに基づいて動きをサポートまたは回復することを目的とする整形外科の分野に当てはまります。治療を成功させるには、装具の設計が患者の解剖学的構造と治療ニーズに正確に適合している必要があります。これは、装具をカスタム構造として、または小ロットで製造する必要がある理由も説明しています。なぜなら、これまで、整形外科技術者は、鋳造、成型、モデリング、フライス加工などのさまざまな従来の製造方法に従って装具を製造してきたからです。しかし、複雑な構造とさまざまな材料の厚さの要件は、既存の従来の処理技術の限界に達しています。

複数の機能を同じ製品に組み合わせる必要がある場合、個々のコンポーネントを手作業で組み立てて完成した装具にする必要がありますが、これは非常に時間のかかるプロセスです。同時に、神経疾患（麻痺、脳卒中、多発性硬化症など）を発症するリスクのある患者も、柔軟な可動性をサポートするためにできるだけ早く装具を使用する必要があります。子供を治療する際にさらに考慮すべき点は、子供は非常に早く成長するため、補助器具を頻繁に交換する必要があるということです。
3D プリント医療補助器具のサプライヤーである plus medica OT は、これらの課題を認識し、産業用 3D プリントを使用して患者ケアを改善するという目標を設定しました。同社は、従来の整形外科技術と積層造形の可能性を組み合わせ、新しい設計ソリューションに基づいて患者に合わせた高品質の装具を作成します。「私たちは、手作業による整形外科の職人技の専門知識と積層造形の利点を組み合わせています」と、plus medica OT の COO である Alexander Hülk 氏は述べています。

解決策<br /> プラスメディカOTは2015年以来、付加製造技術を使用して作られた装具の開発、構築、生産、販売を行っています。同社の主な焦点は、この技術の可能性を活用して患者ケアを改善し、整形外科技術者に提供できるようにすることです。この目的のために、当社は経済的および技術的な観点からこれらのコンポーネントの最適化に取り組んでおり、特に装具の形状と機能に重点を置いています。そのため、世界初の整形外科技術の 3D プリントサプライヤーである plus medica OT は、地元の整形外科技術者と緊密に連携しています。最適な結果は、設計と積層造形におけるすべてのプロセスが整形外科技術の要件に合わせて調整されている場合にのみ達成できます。
画像ソース: plus medica OT 優れた通気性: この足首/足装具には多くの通気孔があり、リング閉鎖システムが足の表面のほぼ全体を覆うため、過度の発汗を防ぎます。

この目的のため、同社は3Dプリントの技術リーダーであるEOSと協力している。 EOS は、必要なシステムや資材を供給するだけでなく、開発・生産プロセスにおいてユーザーにさまざまなサポートを提供します。「EOS が提供する強力なパートナーシップベースのコンサルティングサービスから、私たちは大きな恩恵を受けました。たとえば、最も適切な材料の選択をサポートしてもらいました」と Alexander Hülk 氏は説明します。経験豊富な医療工学応用の専門家が彼の専門知識の構築を支援し、技術の可能性を最大限に引き出す方法を示しました。そして現在でも、設計の最適化や機能の統合に関連する問題が発生した場合には、サポートを提供しています。
画像ソース: plus medica OT の完全なコンセプト: (左から右へ) ベルクロ留め具付きの一体型下腿 (上)、一体型関節システム、ロゴ付きのモーションストップ、安定性のための一体型踵骨プレート、タブロックで接続された内部足部コンポーネント (DAFO)。

plus medicaOT が装具を製造する際、まず整形外科技術者が患者の石膏像を作成します。その後、装具は石膏模型上に直接設計されます。その後、整形外科技術者は石膏模型と注文書を plus medica OT に送信します。その後、石膏模型は 3D スキャナーを使用してデジタル化されました。次に、plus medica OT は CAD プログラムを使用して装具を設計し、構築データを EOS P 396 製造システムに転送します。微粉末材料をレーザービームを使用して層ごとに焼結し、積み重ねて部品を製造します。この方法により、特別な工具を使わずに、考えられるあらゆる形状の装具を製造することができます。材質は、硬度と耐衝撃性に優れたナイロンポリマーを採用しており、重い負荷がかかっても欠けたり壊れたりすることがないため、患者が怪我をするリスクが軽減されます。

付加製造により、plus medica OT は新しい方法を使用して、複雑な構造でも高品質の補助装置を製造できるようになります。さらに、同じ装具内で異なる素材の厚さを変えることで、特定の領域の柔軟性や剛性を高めることができます。ジョイントや閉鎖システム、ベルクロ留め具などの標準コンポーネントは、装具のどの部分にも組み込むことができます。同じことを通気口にも適用して通気性を向上させることもできます。
「薄い壁と統合された機能を備えた単一の装具に複数の形状を組み合わせることは、従来の製造プロセスでは簡単には実現できないことです」とアレクサンダー・ヒュルク氏は満足そうに説明します。新しいプロセスにより、これまで以上に患者のニーズに適した装具を製造できるようになりました。そしてどうやら、この補助具をカスタマイズするのは比較的簡単で手頃な価格のようです。患者にカスタム要件がある場合、製造プロセスを延長することなく、ワークピースの表面にパターンを再現できます。その後の染色と漆塗りの工程により、幅広い色彩が生まれます。アレクサンダー・ヒュルク氏にとって、最適化された重量と統合された機能、優れた通気性、魅力的なデザインは、治療を成功させるための決定的な要因です。「装具を着用することを好む人はいません。しかし、日常生活でほとんど目立たず、見た目も美しいものであれば、装具をより長く着用でき、望ましい治療効果を得ることができます。」

出典: EOS
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