2020年10月23日
3d打印假肢是低收入国家截肢的解决方案吗?
贡献:玛丽Floryan
也许吧，但差距依然存在。
3D打印正在颠覆世界各地的行业，这主要是因为低成本的3D打印机的可用性，易于使用，以及低时间内的高产量产品。义肢领域是被颠覆的行业之一。假肢是高度可定制的产品，因人而异，传统上制造成本很高。这两个因素使得3D打印成为制造假肢的一个有吸引力的选择。获得假肢的最大障碍是它们的成本。平均来说，一个假肢的成本(美元)4500美元最高可达(美元)50000美元这对于高收入国家来说是昂贵的，而对于低收入国家的许多人来说是无法实现的。不幸的是，低收入国家对假肢的需求是真实存在的。据估计3000万人口在那些地方需要假肢。
3d打印假肢在发展中国家可能还不实用
在互联网上快速搜索就能找到几十种开源的3d打印假肢设计。使用3D打印机制造假肢的吸引力是多方面的。首先，3d打印的假肢可以数量级更便宜的而不是传统的假肢，这使得假肢对中低收入国家的儿童特别有用，因为他们可以很快摆脱假肢。打印假肢很容易可定制的，允许用户根据自己的喜好设计外观。一个受欢迎的选择是类似漫威钢铁侠等超级英雄手臂的颜色组合。打印义肢也可以相对快速地制造和维护。最后，3d打印技术的使用允许快速测试和设计迭代。
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3d打印的假肢听起来很棒，那么为什么我们没有看到更多这样的假肢呢?3D打印义肢的广泛应用面临五大挑战。
挑战一:材料选择
传统的义肢由高强度、轻质材料制成，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、丙烯酸、钛、铝，甚至碳纤维。在创客空间中常见的3D打印机不具备使用这种材料打印的能力，而是使用更常见的塑料，如ABS(想想乐高积木)。然而，研究表明ABS 3d打印义肢具有10 - 73注塑成型塑料的强度。近年来，3D打印材料有了很多创新，所以除了常见的ABS和PLA细丝，现在碳增强长丝，柔性长丝，如热塑性聚氨酯和导电长丝在3D打印社区中变得越来越普遍。看看3D打印细丝的创新如何影响假肢设计将是很有趣的。
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3D打印机使用金属，如钛(即。选择性激光熔化3D打印)已经存在，并且在增材制造中越来越受欢迎。然而，它们需要大量的资本投资。13万美元到100万美元不等．而且它们的消耗品比台式塑料打印3D打印机要贵得多。这些成本可能太高，不值得购买这样的设置。另一种选择可能是将需要使用金属打印的部件外包出去。开源3D打印设计还没有金属组件，但这可能会在不久的将来发生变化。开云体育体育赛事
挑战二:耐久性
简而言之，打印义肢比传统义肢更容易损坏，需要更多的维护。现有的大多数开源假肢设计都是针对上肢缺损的，因为下肢打印假肢由于它们的缺陷而损坏得太快无法长时间支持大重量．除了传统义肢和打印义肢在材料属性上的差异之外，3D打印过程本身的变化，如温度、部件的方向和分辨率都导致了部件之间的不一致，最终降低了耐久性。
挑战三:后期处理
在打印出假肢部件后，必须由训练有素的专业人员组装并适当安装和调整以适应用户。训练有素的专业人员在这些步骤中是必不可少的，以确保假肢适合用户，并可以实际使用。不幸的是，在低收入国家很难找到这样训练有素的专业人员。
挑战四:技术可用性
3D打印机在低收入国家是相对难以获得的物品，特别是在卫生部门。3D打印机数量不足，地区间3D打印机分布较差，无法依靠该技术生产假肢。然而，3D打印在低收入和中等收入国家正在慢慢普及，越来越多的人意识到它的好处。加纳是一个例子。快速增材制造假肢和其他物品，正慢慢成为一个更容易获得的选择。
挑战五:没有标准
目前假体打印领域缺少的一个关键因素是标准操作程序的存在，以解决打印组件中的差异。这些程序必须使最终产品符合国家和国际标准，如ISO标准．
光明的未来
尽管有这些挑战，打印义肢的未来是光明的，可能很快就会改变数百万人的生活。这是一个巨大的空白，3D打印可能是解决方案。
作者简介
玛丽·弗洛里安是一位开云体育官方E4C研究员．她拥有多伦多大学机械工程应用科学学士学位，并已开始在麻省理工学院攻读机械工程硕士学位，专注于生物工程。开云全站app登录官网入口下载玛丽曾参与多个全球工程项目，包括提高洪水应对的沙袋效率，以及为安大略省开云全站app登录官网入口下载北部第一民族社区设计堆肥系统。
