Auburn University unternimmt große Schritte in der assistiven Technologie mit 3D-gedruckter Prothetik

Sowohl die 3D-Drucktechnologie als auch Verbundmaterialien, insbesondere Kohlefaser, sind große Player in der Welt der Prothetik, und mit dem 3D-Drucker Mark One haben Studenten der Auburn University einzigartige Konzepte im Bereich barrierefreier Geräte entworfen und Prototypen entwickelt. Jerrod Windham, außerordentlicher Professor für Industriedesign an der School of Industrial and Graphic Design in Auburn, leitet eine Klasse, die Teil eines neunjährigen Projekts ist. Jedes Semester arbeiten Rehabilitations- und Industriedesign-Studenten mit Kunden mit körperlichen Behinderungen zusammen, um spezifische Produkte zu entwickeln, die auf ihre individuellen Bedürfnisse oder Wünsche zugeschnitten sind. „Unser Ziel zu Beginn des Semesters ist es, mit einem Client-Benutzer zusammenzuarbeiten und am Ende des Semesters eine Technologie abzugeben, die für ihn funktioniert“, erklärt Widham. Die diesjährigen Projekte konzentrierten sich darauf, das Leben von Menschen mit Prothesen zu verbessern. Von allgemeinen Herausforderungen, wie dem Anziehen von Beinprothesen, bis hin zu spezifischeren Fällen, wie einer Frau mit einer Schulterexartikulation beim Cellospielen zu helfen, die Materialien und Anwendungen, die diese Schüler herausfordern, sind weitreichend.

Der Mark One befindet sich in ihrem Labor unter einer Reihe einzigartiger 3D-Drucker mit unterschiedlichen Fähigkeiten und zeichnet sich durch seine faserverstärkten Kunststoffe und das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht seiner Teile aus. „Einige dieser kleineren 3D-gedruckten Prothesen waren nicht so langlebig, wie sie sein müssten, weshalb wir den 3D-Druck normalerweise mehr in der Welt der Handprothesen sehen als in Beinen und Füßen“, beschrieb Windham. „Das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht war uns wichtig:Wir haben versucht, auf einem 3D-Drucker ein Strukturelement zu erstellen, das das Gewicht eines Menschen tragen kann.“ Prothesen erfordern leichte Materialien, die das Gewicht einer Person tragen können, weshalb Kohlefaserprothesen in diesem Bereich beliebt sind. Der Kohlefaser-3D-Druck mit dem Mark One bot eine große Überlappung der beiden Herstellungsverfahren. Abgesehen von der Stärke ihrer Teile bot der Mark One einen überraschenden Vorteil mit tragbarer Technologie. Bei der Arbeit mit dem angehenden Cellospieler mussten sie das Schulterblatt des Trägers an ihren Prototypen der Prothese anpassen. „Wir waren in der Lage, ihre Schulter und ihren Körper einzuscannen und eine Software zu verwenden, um eine Hülle zu bauen, die ihre Schulter und einen Teil ihrer Brust und ihres Schulterblatts bedeckt. Wenn wir das aus PLA oder ABS machen würden, wäre es zu spröde und würde wahrscheinlich viel schneller abbauen.“ Mit Markforged-Nylon war das Team in der Lage, ein Gerät zu entwickeln, das sich ausreichend biegen lässt, um sich bequem an ihren Körper anzupassen.

„Das Gerät, das wir für die Frau mit der Schulterexartikulation entwickelt haben … sie kann einen Bogen halten und den Arm so artikulieren, dass er über die Saiten laufen kann … sie hat seit ihrer Kindheit kein Cello mehr gespielt, aber es ist etwas sie wollte es unbedingt noch einmal machen“, erklärte Windham. Jede Person, mit der die Schüler gearbeitet haben, hat ein einzigartiges Bedürfnis, das sie schätzen. Ein Vater, dem drei Finger fehlten, wollte den Leuten die Hand schütteln und mit seinem Sohn Baseball spielen. Ein Hobbyfischer wollte eine wasserdichte Verkleidung, um seine Prothese in der Nähe des Wassers zu schützen. Diese Studenten haben dem Leben des Einzelnen einen Sinn zurückgegeben und nicht in Form von schnellen Prototypen. Die Haltbarkeit und Stärke der 3D-gedruckten Prothesen, die sie herstellen, ermöglichen es diesen Studenten, den Menschen, mit denen sie arbeiten, dauerhafte Lösungen anzubieten.

Sehen Sie hier mehr über die Prozesse der Schüler:

Fotos mit freundlicher Genehmigung von Jerrod Windham

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