Impresoras 3d

La prótesis y el simulador impresos en 3D podrían dar lugar a dispositivos optimizados

La prótesis y el simulador impresos en 3D podrían dar lugar a dispositivos optimizados

En una tesis titulada «Optimizing 3D Prosthetic Hand and Simulator«, el autor Stephen Estelle analiza una investigación sobre el uso de un simulador protésico de extremidades superiores para aquellos a los que no les faltan miembros, por ejemplo, para escuelas o centros de investigación.

No existe un simulador protésico estandarizado para estas instalaciones, dice Estelle. Habla sobre el uso de la impresión en 3D para modificar el gancho protésico Hosmer 5X existente añadiendo nuevas cerchas de nuevo diseño.

Para seguir aumentando la satisfacción de las prótesis, los profesionales que ayudan a los usuarios con las prótesis deben ser capaces de probar, rediseñar y optimizar las prótesis para sus clientes», afirma Estelle. «Si surgen problemas para los amputados, como la sudoración profusa, y los profesionales que trabajan con la tecnología más eficiente, entonces podrían introducir nuevos cambios en la prótesis lo más rápidamente posible. Esto es imperativo para que los cambios necesarios en los dispositivos se puedan hacer de forma rápida, precisa y correcta».

Las prioridades para los usuarios de prótesis, según una encuesta, incluyen:

  • mayor funcionalidad
  • interacción natural con el medio ambiente
  • peso reducido
  • mayor velocidad de agarre y fuerzas
  • bajo nivel de ruido
  • mejor apariencia cosmética

Estelle 3D escaneó un gancho protésico Hosmer 5X existente y luego utilizó los escaneos para crear un modelo 3D a partir del cual imprimió varios prototipos rediseñados, con el objetivo de crear una prótesis que funcionara bien con un simulador.

Los armazones laterales del nuevo modelo de gancho Hosmer 5X se inspiraron en los puentes y en el sistema de armazones utilizado para ellos», explica. «El propósito del armazón es reducir cualquier forma de desplazamiento del gancho protésico, así como dispersar la tensión y la tensión que la prótesis encuentra en todo el dispositivo de forma más uniforme.

El armazón fue diseñado para reducir cualquier momento de flexión o torsión debido a una fuerza en la punta del gancho. De este modo, la prótesis puede resistir mayores fuerzas y reducir la acumulación de la máxima tensión en ciertos lugares».

Estelle también diseñó un simulador protésico que se podía colocar en el brazo de un usuario, y una pequeña muestra de voluntarios participó en un estudio utilizando el simulador. Las prótesis y simuladores fueron impresos en 3D en el Stratasys F270 y el MakerBot Replicator en material PLA.

Iteraciones del simulador

«Las dos posiciones del simulador estaban delante de la mano y debajo de la mano, mientras que las dos prótesis diferentes eran de acero inoxidable original.
Hosmer 5X Prosthetic Hook y una réplica impresa en PLA 3D», continúa Estelle. «Las dos prótesis pesaban 5,5 onzas y 2,5 onzas respectivamente, y la única diferencia era el material y el tornillo hexagonal adicional M12-1,25 conectado a la réplica impresa en 3D».

Los cuatro grupos de prueba fueron:

  • delante de la mano con la prótesis original
  • debajo de la mano con la prótesis original
  • delante de la mano con la réplica
  • debajo de la mano con la réplica

Se pidió a los participantes que realizaran una «prueba de cajas y bloques» para medir la destreza manual utilizando la prótesis. Una caja con un tabique en el centro se colocó delante de cada participante, con bloques en un lado y un espacio vacío en el otro. A los participantes se les pidió que movieran tantos bloques como fuera posible de un lado al otro en un minuto.

Los participantes que usaron la prótesis impresa en 3D tuvieron un mejor resultado con la prueba que los que usaron la original, posiblemente porque la prótesis impresa en 3D era más ligera. La posición protésica inferior también puede haber permitido al usuario alcanzar los bloques más rápidamente.

«Estas pruebas preliminares que se realizaron en este estudio no sólo nos dieron una idea de la posición del simulador protésico y la elección del material para la prótesis, sino que también nos dieron una mejor comprensión sobre la realización de pruebas más precisas y fiables a medida que avanzamos y continuamos con este estudio», dice Estelle. «En las próximas pruebas, se añadirá un sistema de seguimiento para ayudarnos a entender los movimientos del cuerpo que acompañan a las posiciones del simulador y las prótesis que se utilizan».

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