3D打印在康復(fù)服務(wù)中的應(yīng)用

魔猴君  知識堂   3小時前

在醫(yī)療領(lǐng)域，康復(fù)在許多受到事故、傷害或慢性疾病影響的患者的康復(fù)過程中發(fā)揮著重要作用。恢復(fù)行動能力、重新獲得獨立性或彌補殘疾需要針對每種情況采取適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。然而，傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備通常是標(biāo)準(zhǔn)化的，并不總是能完全滿足個人需求，從而限制了其有效性和使用舒適度。

3D打印通過創(chuàng)建完全個性化的技術(shù)輔助工具為這些挑戰(zhàn)提供了答案。由于這種靈活且易于使用的技術(shù)，設(shè)計定制的設(shè)備以促進(jìn)康復(fù)鍛煉成為可能。通過提供更合適、更具可擴(kuò)展性的解決方案，3D打印有助于更高效、更有針對性的患者護(hù)理。但具體來說，這項技術(shù)如何改變患者和醫(yī)療保健專業(yè)人員的日常生活？使用了哪些應(yīng)用程序和技術(shù)？它在功能康復(fù)領(lǐng)域有哪些真正的益處？為了更好地理解這些問題，我們收集了Kerpape中心工程師Willy Allègre和Vytruve通訊經(jīng)理Pierre-Yves Fejean的證詞。

患者積極參與技術(shù)援助的發(fā)展。（照片來源：Willy Allègre）

在探討3D打印在康復(fù)領(lǐng)域的作用之前，有必要回顧一下該術(shù)語的含義以及通常為患者提供的支持方法?？祻?fù)包括旨在恢復(fù)或改善受傷、手術(shù)、疾病或殘疾后人的身體、功能或認(rèn)知能力的所有護(hù)理和鍛煉。它采用多種互補學(xué)科，例如物理療法、職業(yè)療法和語言療法。傳統(tǒng)方法包括有針對性的鍛煉：增強(qiáng)肌肉、提高柔韌性、協(xié)調(diào)性，甚至重新學(xué)習(xí)日常動作。

作為康復(fù)的一部分，患者可以借助不同的設(shè)備獲得支持，這些設(shè)備旨在提高他們的獨立性并使他們的日常生活更輕松。然后，我們區(qū)分兩個經(jīng)常聯(lián)系但并不完全相同的概念：技術(shù)輔助和醫(yī)療設(shè)備。技術(shù)輔助包括旨在彌補功能限制的工具，但不一定具有直接的醫(yī)療目的。例如，這可以是一根拐杖或適合進(jìn)食的餐具。醫(yī)療器械則受具體法規(guī)的管轄。它們用于治療或補償殘疾或病理。這些裝置包括支撐或矯正關(guān)節(jié)或運動的矯形器，以及全部或部分替代缺失肢體或器官的假肢。根據(jù)制造商的適應(yīng)癥和預(yù)期用途，某些技術(shù)輔助設(shè)備（尤其是用于醫(yī)療目的的技術(shù)輔助設(shè)備）可能被歸類為(EU)2017/745下的醫(yī)療器械(MD)。Kerpape中心的工程師Willy Allègre解釋說：“如果個性化技術(shù)輔助設(shè)備是為特定用戶處方設(shè)計的，則可以歸類為定制醫(yī)療器械，通常屬于I類。它必須符合法規(guī)要求（安全性、性能），但與標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療器械不同，它不需要CE標(biāo)志?！?/span>

為什么要在康復(fù)領(lǐng)域使用3D打印？

3D打印在該領(lǐng)域的融合提供了充滿希望的新前景。事實上，它在康復(fù)中占據(jù)著重要的地位，旨在通過促進(jìn)日?；顒觼硖岣邭埣踩嘶蚴オ毩⑿缘娜说淖灾餍?。這項技術(shù)使職業(yè)治療師能夠創(chuàng)建定制設(shè)備，不僅可以恢復(fù)某些身體功能，還可以使日常和專業(yè)活動更加容易進(jìn)行。

因此，3D打印的主要優(yōu)勢之一在于設(shè)備的定制化，超越了標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的優(yōu)勢。利用這項技術(shù)，可以制造出完美適應(yīng)每個人體形的矯形器、假肢和技術(shù)輔助器具，從而提高他們的舒適度、效率和外觀。Willy Allègre強(qiáng)調(diào)：“雖然傳統(tǒng)的輔助器具制造方法已經(jīng)允許對解決方案進(jìn)行一些調(diào)整，但這項技術(shù)更進(jìn)一步，憑借高效的材料管理和物體的可復(fù)制性，將輕便性、人體工程學(xué)和成本優(yōu)化融為一體。它還開辟了美學(xué)定制的途徑，允許患者選擇獨特的顏色、雕刻或圖案，從而賦予他們的輔助器具獨特的身份?！边@一進(jìn)步也促進(jìn)了創(chuàng)新，使得能夠創(chuàng)造出適合罕見和復(fù)雜病理的解決方案。

照片來源：Vytruve

使用了哪些技術(shù)和材料？

最常用的3D打印工藝是熔融沉積成型（FDM）。事實上，它由于速度快、成本低以及打印后可以修改部件以提高舒適度而特別具有優(yōu)勢。此外，這種方法幾乎不需要后期處理，并且可以輕松改變顏色和材料。Willy Allègre強(qiáng)調(diào)說：“很容易找到放置FDM 3D打印機(jī)的空間，這與樹脂不同，樹脂在使用時需要采取更多預(yù)防措施，尤其是在與患者接觸時。

還可根據(jù)需要使用其他3D打印技術(shù)。選擇性激光燒結(jié)(SLS)可生產(chǎn)堅固、靈活的零件，非常適合定制假肢和需要高強(qiáng)度的設(shè)備。Vytruve傳播經(jīng)理Pierre Yves-Fejean解釋道：“對于最終的假體，我們采用組合方法：選擇性激光燒結(jié)(SLS)制造接受腔，并集成碳纖維部件。這種組合確保了假體輕巧耐用，并優(yōu)化了患者的舒適度和活動能力?！弊詈?，另一項技術(shù)——立體光刻(SLA)——因其能夠生產(chǎn)高精度且表面光滑的部件而脫穎而出，這對于需要精細(xì)調(diào)節(jié)和良好舒適度的裝置至關(guān)重要。

3D打印所用的材料因中心和具體患者的要求而異。材料的選擇取決于所需的特性，例如剛度、強(qiáng)度或柔韌性。PLA是制造技術(shù)輔助設(shè)備最常用的材料。它因易于印刷、剛性好和顏色選擇豐富而受到贊賞，這使得設(shè)備能夠適應(yīng)用戶的喜好。然而，它可能不太耐沖擊和耐熱，這限制了它在某些應(yīng)用中的使用。對于需要更高堅固性和耐用性的技術(shù)輔助設(shè)備，通常首選PETG。它比PLA更堅固，具有更好的抵抗機(jī)械應(yīng)力和溫度變化的能力，同時保持了良好的易打印性。它特別用于承受反復(fù)壓力或需要更長壽命的物體。最后，當(dāng)尋找柔軟且有彈性的材料時，TPU是一個不錯的選擇。

Vytruve 3D打印機(jī)（照片來源：Vytruve）

3D打印對康復(fù)的影響

如今，患者參與自身護(hù)理越來越受到重視。他們參與康復(fù)過程可以產(chǎn)生相當(dāng)大的治療效果。為了鼓勵這種參與，職業(yè)治療師借助3D打印設(shè)計了適合的物體。這項技術(shù)為患者提供了創(chuàng)建個性化技術(shù)輔助的可能性，使他們能夠在康復(fù)過程中發(fā)揮更積極的作用。3D打印在康復(fù)中的應(yīng)用取決于結(jié)構(gòu)及其具體需求。據(jù)威利·阿萊格雷介紹，REHAB-LAB旨在通過創(chuàng)造個性化的技術(shù)輔助工具（稱為ATP）來滿足患者的需求。他解釋說：“每個ATP都由一名患者、一名職業(yè)治療師和一名技術(shù)顧問共同進(jìn)行，在這個過程中，患者是參與者，并接受CAD軟件的培訓(xùn)來設(shè)計他們的ATP?！彼€補充道：“假肢矯形科使用3D打印技術(shù)打印面部模型，以創(chuàng)建個性化的面部矯正器，用于治療嚴(yán)重?zé)齻颊??！?/span>

根據(jù)Handicat分類，對不同的技術(shù)輔助設(shè)備進(jìn)行了分類，其中近一半（47%）涉及日常用品，例如餐具改裝件、方便飲水或個人衛(wèi)生的設(shè)備。其余53%滿足更廣泛的需求：移動性，可調(diào)整電動輪椅；休閑，配備可適配視頻游戲控制器或進(jìn)行乒乓球或射箭等運動的設(shè)備；最后是通信，使用手機(jī)或平板電腦支架等工具以及為使用語音合成器的人提供的專用設(shè)備。威利·阿萊格爾舉的一個例子是羅曼，一個右手四根手指被截掉的年輕人。他想重新找回玩電腦的樂趣。因此，他的游戲鼠標(biāo)進(jìn)行了改裝，方便用拇指左右點擊，這樣他就能輕松操作電腦了。?

羅曼的新鼠標(biāo)經(jīng)過改裝，因此他可以繼續(xù)在電腦上玩游戲。（照片來源：Willy Allègre）

這項技術(shù)還可以快速、準(zhǔn)確地設(shè)計技術(shù)輔助設(shè)備，同時考慮到每個人的具體需求。借助高精度3D掃描儀，現(xiàn)在可以實現(xiàn)更精細(xì)、更個性化的調(diào)整，從而保證最佳舒適度。Vytruve等公司很好地詮釋了這種演變，提供集成先進(jìn)數(shù)字技術(shù)的解決方案。他們的方法可以快速可靠地生產(chǎn)定制插座，從而優(yōu)化假肢制造過程。這些設(shè)備不僅為患者提供了更大的舒適度，使他們的日常生活更加輕松，而且還允許一些患者恢復(fù)高水平的體育活動，例如舉重或騎自行車。

照片來源：Vytruve

個性化技術(shù)輔助：3D打印，一項金融資產(chǎn)

3D打印代表著一項重要的經(jīng)濟(jì)資產(chǎn)。Willy Allègre表示，所用材料的成本一般在每公斤18歐元至30歐元之間，這使得生產(chǎn)技術(shù)輔助設(shè)備的價格明顯低于傳統(tǒng)解決方案。事實上，個性化的3D打印技術(shù)輔助設(shè)備的成本比傳統(tǒng)制造的技術(shù)輔助設(shè)備低30%至80%。例如，商店中售價約為20歐元的通用杯架，通過3D打印只需4歐元，而且仍然可以完美地適應(yīng)用戶的需求。對于患者來說，機(jī)構(gòu)提供的技術(shù)援助費用在20歐元到200歐元之間。醫(yī)療保健和康復(fù)機(jī)構(gòu)對這些程序進(jìn)行財務(wù)評估，以部分覆蓋這項活動，從而避免REHAB-LAB支持的用戶產(chǎn)生任何剩余費用。因此，3D技術(shù)在成本方面為醫(yī)生和患者都帶來了顯著的好處。然而，對于某些3D打印設(shè)備的報銷仍然存在一些灰色地帶，但爭論仍在繼續(xù)。醫(yī)療領(lǐng)域增材制造面臨的挑戰(zhàn)和問題并不新鮮，而且仍然很多——然而，討論正在取得進(jìn)展。

至于該技術(shù)在該領(lǐng)域的未來，Pierre Yves-Fejean強(qiáng)調(diào)，3D打印將成為臨床過程的關(guān)鍵要素，完全集成、直觀且所有從業(yè)者都可以使用。他表示：“盡管這項技術(shù)已經(jīng)足夠成熟，能夠產(chǎn)生切實的影響，但其潛力仍在不斷拓展。我們才剛剛開始看到它在改變患者護(hù)理、縮短生產(chǎn)時間以及使臨床醫(yī)生能夠更多地關(guān)注人際互動而非手動操作方面的影響。因此，目前的限制只是暫時的，而且正在不斷被突破?！?/span>

編譯整理：3dnatives