近日，密歇根大学（UM）的研究人员正在实施一种新的矫形器和假肢装备系统：3D打印辅助装置。据悉，其将根据个体患者的需要定制，并且比以前更快地制作它们。

UM工程和矫形与假肢中心学院的工程师和临床医生说，他们的新的网络制造系统是对传统生产方法的巨大改进。此前，需要辅助装置的用户必须等待几天甚至几周的时间。新的UM系统将把等待时间减少到一天。此外，每个设备将根据具体情况进行定制，提供改进支持，以更好的适合用户。

尽管假肢是用于替换手臂或腿的辅助装置，但矫正器是保护，是改善受伤肢体的功能或稳定性的支架。现在，UM团队已经开始使用踝关节和足部矫形器，通常用于行走困难的患者。患有脑性麻痹、骨髓性白质硬化和其他医学病症的儿童也受益于足部矫形器，这有助于促进稳定性和降低步行难度。

UM的机械和生物医学工程教授Albert Shih说：“最终我们设想一个病人可以在早上进行光学扫描，临床医生可以使用基于云的软件设计一个高质量的矫形器。到那天下午，他们可以有一个3D打印设备，准备好进行最终评估和使用。”

首先，UM系统使用最先进的成像技术3D扫描患者。然后矫正师将单独的扫描上传到基于云的设计中心，并开始设计矫形器。设计文件然后被发送回UM，3D打印机在现场逐层制造辅助设备。整个过程只需要几个小时。

这与制造矫形器的传统方法有很大的差异，其可能是需要玻璃纤维带、石膏、加热塑料和手工饰面，整个矫形器造价昂贵且耗时。并且，矫形器属于劳动密集型程序，需要高度训练有素的工作人员和大型设施。

相比之下，UM的替代方法只需要使用光学扫描仪、计算机和3D打印机即可。

“传统的手工矫形器是固体塑料，并且他们需要一定的厚度，因为他们必须在制造过程中缠绕在物理模型上，”UM矫形和假肢临床和技术服务主任Jeff Wensman说，“3D打印消除了这种限制。我们可以在某些地方进行实心设计，在其他地方是中空的，更精确地改变设备的厚度。它为我们提供了一套全新的工具。”

UM 3D打印技术被称为“稀疏结构”，是由UM的机械工程博士学生Robert Chisena开发的。稀疏结构允许生产部分中空的矫形器，由于内部结构呈波浪状，其节省重量和提高强度。

值得注意的是，这个系统可以为定制矫形器和假肢的广泛生产打开大门。任何使用3D打印机的诊所都能够使用UM的技术生产辅助设备，即使是偏远地区的诊所也可以做到。Shih的团队最终计划是免费提供他们的软件和规范，因此其他医疗保健提供商可以独立实现类似的系统。

“在某种意义上，我们正在建立一种其他人可以用来构建自己的系统的方法，”Shi说。

UM项目由America Makes和国家科学基金会共同资助。Statasys提供了3D打印机，Altair和Standard Cyborg目前正在开发软件。

延伸阅读：德国3D打印矫正器和假肢制造商Mecuris GmbH获种子轮投资