صنعت پزشکی با پیشرفت حوزه‌های دیگر به سرعت دچار تغییر و تحول می‌شود؛ از معرفی داروهای پیشگام گرفته تا فناوری‌های پیشرفته‌ای که در اتاق اورژانش جان بسیاری را نجات می‌دهند. پرینت سه‌بعدی دهه‌ها است که در زمینه‌های گوناگون پزشکی به کار گرفته می‌شود؛ حال رونمایی از پرینترهای روزمیزی مقرون به صرفه در ماه‌های اخیر سبب شده تجارب پزشکی بیماران و مراقبت از آن‌ها در بعد برجسته‌ای بهبود پیدا کند.
در نگرش پیش رو، تاثیرات جایگزینی روش پرینت سه بعدی آن هم درون یک دفتر کار و مقرون به صرفه، بر تولیدکنندگان تجهیزات بیمارستانی از پنج نگاه بررسی می‌شود.
نمونه سازی تجهیزات بیمارستانی
بهبود محصولات خاص
در حال حاضر حدود 500 شرکت و کسب و کار کوچک، در صنایع مختلف از نمونه‌سازی سریع استفاده می‌کنند. این کار سبب کاهش هزینه‌ها، ایجاد شبکه ارتباطی وسیع‌تر و بهبود روز‌افزون محصولات می‌شود. ساخت نمونه اولیه در حقیقت رکن اساسی فرآیندهای طراحی به شمار می‌رود.
ایده‌ها و مفاهیمی که در اثری پنان هستند با وجود یک پیش‌نویس فیزیکی از آن، نمایان می‌شوند و از طرف دیگر تنها با کسری از کل هزینه‌های مربوط به روش‌های سنتی تولید، قطعات کاربردی تولید و تست می‌شوند. ظهور نسل پرینترهای سه بعدی رومیزی این قابلیت را به ما بخشیده است که در یک روز نمونه‌های اولیه را با سرعت و تعداد بالاتر تولید کنیم، سپس با امکان توسعه محصول شرکت‌ها می‌توانند محصولات توسعه یافته خود را سریع‌تر از رقبای صنعتی به بازار عرضه کنند. مهندسان شرکت‌های تولید تجهیزات پزشکی با استفاده از چاپ سه بعدی انحصاری و خصوصی قادر هستند مراحل طراحی دیجیتال تا نمونه‌سازی را با سرعت بیشتری بارها وبارها تکرار کنند. در حال حاضر این امکان به وجود آمده که تنها در طول یک روز کاری نمونه‌های اولیه متعددی بسازید و سپس بر اساس نتایح آنالیزها و تست‌های واقعی در نوع سرهم‌بندی، شکل، اندازه و به طول کلی مدل‌های طراحی شده تجدید نظر کنید.
مدل‌های قابل تست یا نمونه‌های اولیه‌ای که با هدف آزمون قابلیت اجرای ایده‌ها (POC) ساخته می‌شوند به طراحان صنعتی کمک می‌کنند علاوه بر اعتبار سنجی ایده‌ها و فرضیه‌ها، دوام یک محصول را بسنجند. مدل‌های فیزیکی قابل تست با نمایش ایده‌های طراحان به سرمایه گذاران، باعث ایجاد بحث و تبادل نظر شده و در نهایت هم با استفاده از کنکاش‌های پژوهشی کم‌خطر پذیرش یا رد یک ایده را تعیین می‌کنند.
با کمک نمونه‌های اولیه کاربردی، محصول مورد نظر یک قدم جلوتر می‌رود و به مرحله‌ای می‌رسد که جزئیات اهمیت بسیاری پیدا می‌کنند. مهندسان با استفاده از پرینت سه بعدی نمونه‌های اولیه‌ی با کیفیتی می‌سازند به گونه‌ای که تمام و کمال محصول نهایی در آن نمود پیدا میکند. با این کار قبل از اینکه سرمایه هنگفتی در بخش تهیه ابزار هزینه شود، درک کلی طراحی، عملکرد، تناسب و قابلیت تولید آن ساده‌تر می‌شود زیرا بازگردانی هزینه و زمان امری دشوار خواهد بود. نمونه‌های اولیه وسایل و تجهیزات پزشکی باید با اندازه‌های واقعی بدن انسان همخوانی داشته باشند، بنابراین می‌بایست در عینی که عملکرد دقیقی در آزمایش‌ها و تکرارشان از خود نشان می‌دهند، از نظر اندازه، وزن و شکل تناسب بسیار زیادی داشته باشند.
شرکت‌های تولید تجهیزات پزشکی می‌توانند کار خود را وسعت ببخشند و همزمان با کاهش هزینه‌ها و زمان تولید در تامین نیازهای متغییر این حوزه پویا عمل کنند. پرینت سه بعدی با ممکن ساختن تولید دیجیتال خصوصی و سپس به حداقل رساندن زمان و هزینه مورد نیاز، از مرحله تحقیق و توسعه تا مرحله تولید به شما اجازه می‌دهد هوشمندانه، محصولات را توسعه ببخشید و روند تولید را شخصی سازی کنید.
نمونه پژوهشی: نمونه سازی و تست در بحث توسعه محصول
دستگاه نشانگر تنفس (BPD) شرکت Coalesce با هدف ارزیابی دیجیتال و نمایش جریان دمی افرادی که دچار بیماری آسم هستند، طراحی شد. پزشکان بالینی با استفاده از دستگاه‌های اسپیرومتر عملکرد ریه بیمار را ارزیابی می‌کنند؛ این دستگاه‌ها بسیار بزرگ و گران قیمت‌اند و مدل‌های قابل حمل فناوری و دقت کافی را ندارند. مدل BPD جایگزینی ارزان و قابل حمل است. نمونه اولیه این دستگاه باید سطح صاف، استحکام و دوام محصول نهایی را نشان بدهد و همچنین همه بخش‌های نصب شده را روی تخته مدار درونی دارا باشد. به مدت چندین سال این شرکت استریولیتوگرافی (SLA) پرینت سه بعدی را به شرکت‌های خدماتی برون‌سپاری می‌کرد. آن‌ها انواع راهکارهای نمونه‌سازی را آزمایش کردند که برای مثال روش چاپ سه بعدی لایه گذاری رسوب مذاب (FDM) یکی از آن‌ها بود، اما در آخر دریافتند فناوری SLA از نظر کیفیت بی همتاست.
نتیجه چه بود؟ با روی آوردن به روش پرینت سه بعدی به صورت انحصاری (درون تشکیلات خودشان)، حجم زیادی از هزینه‌ها و زمان را ذخیره کردند.
| مورد تمام شده برای محصول | چاپ سه بعدی شخصی | برون سپاری چاپ سه بعدی |
|---|---|---|
| هزینه | 11 پوند | 250 پوند |
| مدت زمان کلی | 1 تا 2 روز | 1 تا 2 هفته |
کاسته شدن از زنجیره عرضه
آسان تر شدن زنجیره عرضه
اتفاقات غیرمنتظره مانند وقوع بلایای طبیعی یا نارآمی‌های سیاسی می‌توانند در هر صنعتی تاثیر مستقیمی روی زنجیره عرضه و تامین داشته باشند. در زمینه مراقبت‌های پزشکی چنین اتفاقاتی اختلال شدیدی در امر مراقبت از بیماران به وجود می‌آورد چرا که فراوانی تجهیزات مراقبت فردی و به طور کلی دستگاه‌های حیاتی مورد نیاز کاهش پیدا میکند، مواردی که برای درمان بیمارن، انجام عمل‌های جراحی و مراقبت‌های اولیه، حیاتی تلقی می‌شوند. گاهی به دلیل افزایش قیمت در بازارهای آزاد، بیمارستان‌ها و همه سیستم‌های مربوط به مراقبت پزشکی در موارد اورژانسی مجبور می‌شوند برای تهیه تجهیزات و تدارکات ضروری با یکدیگر رقابت کنند. به همین علت عده‌ی زیادی تا کنون به پرینت سه بعدی خانگی علاقه نشان داده‌اند تا بیمارستان‌ها در زمینه زنجیره تامین خود مستقل عمل کنند.
جایگزینی پرینترهای سه بعدی در حوزه تولید تجهیزات مراقبت فردی و ملزومات پزشکی ممکن است فقط چند روز طول بکشد: بعد از این که قطعات مورد نیاز مشخص و پرینترها در محل مناسب نصب شدند، بعد از تنها چند ساعت آیتم‌ها ساخته می‌شوند. بیمارستان‌ها اگر بتوانند درون ساختمان‌های خود ظرفیت مازاد ایجاد کنند دیگر حتی مانند سایر بیمارستان‌ها نیازی به دریافت تجهیزات مورد نیاز، خارج از چرخه پیدا نمی‌کنند. هنگامی که نیازهای محلی و بومی هر منطقه تامین شود، بیمارستان می‌تواند تجهیزات و لوازم ضروری اضافه‌ای را نیز به مجموعه‌های دیگر ارسال کند.
نمونه‌های این مورد بسیار هستند چرا که پرینت سه بعدی همه کاره و انطباق پذیر است. تقریبا هر قطعه‌ی پلاستیکی را که بتوان در فضای نرم‌افزارهای کامپیوتری طراحی کرد قابل چاپ است؛ در نتیجه‌ی چنین قابلیتی بیمارستان‌ها می‌توانند خودشان بخش‌های مختلف یک قطعه نیاز به تعویض را بسازند، از جمله این تجهیزات می‌توان به نوعی دستگاه کمک‌تنفسی به نام ونتیلاتور اشاره کرد که که ظرفیت درمان بیماران مبتلا به نارسایی تنفسی را افزایش می‌دهد.
در اینجا آداپتور دستگاه کمک‌تنفسی بای‌پپ (BiPAP) با استفاده از رزین زیست‌سازگار و قابل اتوکلاو (SG)، و پرینتر SLA ساخت شرکت Formlabs چاپ شده است. شرکتNorthwell Health ، بزرگترین ارائه دهنده خدمات مربوط به مراقبت‌های بهداشتی در نیویورک، نوعی آداپتور طراحی و چاپ کرد که می‌تواند فشار جریان مداوم هوا را از دستگاه‌های بای‌پپ به به ونتیلاتورهای مکانیکی تهاجمی کاربردی تبدیل کند، این دستگاه معمولا برای بیمارانی که از وقفه تنفسی در خواب رنج می‌برند قابل استفاده است.
ساختار کلیدی بای‌پپ که وظیفه تبدیل دارد بسیار کوچک است، از جنس پلاستیک و به شکل حرف T ساخته می‌شود و البته با استفاده از پرینترهای SLA شرکت Formlabs تولید آن ساده است. هدف اصلی نورث‌ول از طراحی این آداپتورها در حقیقت تامین نیازهای مراقبتی برای بیماران درگیر کووید 19 بود به طوری که تعدادی از این دستگاه‌ها در مدت پیک ویروس در شهر نیویورک، در آی‌سی‌یوها برای بیماران کرونایی استفاده می‌شدند. یکی از مزایای تولید خانگی و انحصاری این است که دقیقا به اندازه نیاز تولید می‌شود و این یعنی که از ساخت سفارش های غیر‌ضروری جلوگیری شده و ضایعات سفارش‌های حجیم افزایش نمی‌یابند. برای نمونه اگر یک بیمارستان به 50 دستگاه آداپتور بای‌پپ نیاز داشته باشد، خودش قادر است همین تعداد را نه یکی بیشتر و نه کمتر، بدون ثبت سفارش انبوه پرینت کند.
یکی دیگر از دلایل مهمی که موسسات پزشکی جهت پاسخ به نیازهای ضروری خود، این روزها به پرینت سه بعدی روی آورده‌اند این است که پرینترها عملکرد یگانه‌ای ندارند. بدین معنی که هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه را درون هیئت بررسی داخلی، با این دلیل می‌توان توجیه کرد که پرینتر گستره وسیعی از نیازهای پزشکی را برآورده میکند. یک روز تجهیزات مراقبت‌های فردی و روز دیگری ملزومات عمل‌های جراحی را با آن پرینت می‌کنید و به این ترتیب پرینترهای سه بعدی هر روز بیشتر از پیش در زمینه‌های مختلف پزشکی استفاده می‌شوند.
مورد پژوهشی: ابزار نمونه گیری ویروس کووید 19
آزمایشگاه دندانپزشکی ROE چگونه به تولید تجهیزات پزشکی برای مبارزه با COVID-19 اختصاص یافت.
مسئله: کمبود ابزار نمونه‌گیری ویروس کووید 19
شیوع ویروس کووید 19 در سال 2020 زندگی مردم جهان را به شدت دچار اختلال ساخت. صنعت دندانپزشکی یکی از صنایعی بود که در پی این همه‌گیری به شدت آسیب دید به طوری که بیشتر دندانپزشکی‌های ایالات متحده تا حد انجام موارد اورژانسی محدود شدند. حجم کار آزمایشگاه‌های دندانپزشکی به طور متوسط 92% کاهش یافته است و یک سوم آزمایشگاه‌ها به طور کامل تعطیل شده‌اند.
آزمایشگاه دندانپزشکی ROE، یکی از بزرگترین آزمایشگاه‌های ایالات متحده در این زمینه، از این اتفاق مستثنی نبود. به محض آنکه تعداد سفارش‌های دریافتی آن‌ها به صفر رسید، مجبور شدند بیشتر پرسنل کاری خود را مرخص کنند و آینده مبهمی انتظار آن‌ها را می‌کشید.
راه حل: چاپ سه بعدی ابزار نمونه‌گیری
مجتمع دندانپزشکی ROE سپس تصمیم گرفت ابزار و ماشین‌آلات خود را برای تولید تجهیزات مراقبت‌های فردی و ملزومات پزشکی دوباره به کار بیندازد، به گونه‌ای که تنها در یک روز 15000 سواب نمونه‌گیری از حلق و بینی تولید کرد. این سواب‌ها در جمع‌آوری و تست انواع نمونه‌های کووید 19 اهمیت ویژه‌ای دارند. این آزمایشگاه تا کنون موفق شده است 175 نفر از کارکنان خود را به کار برگرداند و فرماندار اوهایو، مایک دی‌واین شخصا از آن‌ها به خاطر زحماتشان در مبارزه با همه‌گیری کرونا قدردانی کرد.
آقای کوالسکی، رئیس دندانپزشکی ROE، در این باره می‌گوید: «اگر پرینتر سه بعدی نداشتیم قطعا تعطیل می‌شدیم. این هنر پرینترهای سه بعدی است، کاری می‌کنند که هر لحظه نسبت به شرایط انعطاف داشته باشید. من اتاقی دارم که مملو از ماشین‌آلات فرزکاری است، اما آن‌ها به اندازه پرینترهای سه بعدی قابلیت‌های منعطفی ندارند اما من به فرز کردن ابعاد خاص برای پوک‌های دندانی چسبیده ام. چاپ سه بعدی این قابلیت را دارد که از لحاظ تجاری شما را منعطف بسازد و این واقعا دلگرم کننده است، زیرا می‌توانید کارهای متفاوتی به واسطه آن در عمل پیاده کنید.»
کوالسکی در ادامه عنوان میکند: «تیم Formlabs ارتباط فوق العاده‌ای با ما داشت، اطلاعات ما را دریافت کردند و در مهلت مقرر آماده بودند. آن‌ها روراست و درستکار بودند و کار کردن با این تیم واقعا واقعا لذت بخش بود. ما با چند موسسه دیگر در حوزه پرینترهای سه بعدی کار می‌کنیم، اما قطعا Formlabs در این زمینه پیشتاز است.»
صرفه جویی در هزینه ها
درست زمانی که قیمت‌ها افزایش یافته اند پس انداز کنید
هزینه‌های مربوط به بخش خدمات بهداشتی، چه برای بیمارستان‌ها و چه برای شرکت‌های بیمه همیشه رقم بالایی بوده و است. پرینت سه بعدی به دلیل برنامه‌ریزی‌های قبلی دقیق و ساخت مدل‌های تشریحی با توجه به بدن بیمار، می‌تواند بازده پرسنل کاری بیمارستان‌ها را تا حدی افزایش دهد. منظور از بهبود برنامه‌ریزی‌های قبلی یعنی زمانی که برای انجام جراحی در اتاق عمل صرف می‌شود کمتر و مدت زمان بهبود بیمار سریع تر شود.
با استفاده از چاپ سه بعدی بیمارستان‌ها قادرند انواع قطعات تعویضی گران قیمت را خودشان جایگزین کنند. گاهی با خراب شدن یک لوله یا گیره پلاستیکی، همه دستگاه باید تعویض شود. اما به کمک پرینت سه بعدی و صرف تنها یک دلار برای رزین مورد نیاز، قطعه مورد نظر در مدت نصف روز جایگزین می‌شود.
به ازای هر پرینت، مقدار قابل توجهی در هزینه‌ها صرفه جویی می‌شود و نمود این امر در تولید خصوصی تراشه‌های میلی‌سیال قابل مشاهده است. این تراشه‌ها کاربرد فراوانی در بخش‌های مختلف پزشکی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به کشت و رشد سلول‌های بنیادی جنین در محیط آزمایشگاهی اشاره کرد. همچنین از آن جا که معمولا چنین تراشه‌هایی به صورت سفارشی ساخته می‌شوند، هزینه گزافی به دنبال دارند و مدت زمان ساخت یک نمونه اولیه از آن‌ها ممکن است دوماه طول بکشد. در عوض دستگاه SLA درون آزمایشگاه خودتان هر نوع هندسه‌ای را چاپ میکند و تنها بعد از چند ساعت تراشه را به شما تحویل می‌دهد و نه چند ماه.
تراشه‌های میلی‌سیال استاندارد که در قالب شیشه‌های حکاکی شده ساخته می‌شوند و می‌توانند عملکرد اساسی از خود نشان دهند معمولا به اندازه 70 دلار یا بیشتر هزینه بر می‌دارند. اما اغلب اوقات پرینت سه بعدی هزینه‌ای به مراتب کمتر به دنبال دارد. برای نمونه یک تراشه بزرگ در کمتر از مدت چهار ساعت چاپ می‌شود و در ساخت آن 57 میلی‌لیتر رزین شفاف کار برده می‌شود؛ هزینه تولید قطعات کوچک و نازک‌تر حدود 8.55 دلار می‌شود که البته باید در نظر داشت مدت زمان پرینت و هزینه مورد نیاز بازهم قابل کاهش است.
| فناوری | هزینه | مدت زمان کلی |
|---|---|---|
| SLA | 8.55 دلار | 3 ساعت و 56 دقیقه |
| لیتوگرافی (حکاکی) | 73.75 دلار | 2 روز یا بیشتر |
مورد پژوهشی: با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی از صرف 8 هزار پوند و دو ساعت زمان در یک جراحی، در بخش پیشگام علمی نخاعی بریتانیا کاسته شد.
آن‌ها به واسطه بخش‌های همکار خود در Axial3D، می‌توانند از پرینترهای سه بعدی مقرون به صرفه استفاده کنند. به همین دلیل جراحان متخصص مانند اندرو بووی، عضو بنیاد اعتباری NHS بیمارستان‌های شهر نیوکاسل، می‌توانند به کمک عواملی چون ساخت مدل‌های تشریحی آناتومی بیمار، برنامه‌ریزی‌های قبلی را با دقت بالایی بهبود ببخشند.
هر زمان که ممکن باشد تیم آن‌ها سعی میکند با ایجاد کمترین تهاجم و بهره‌گیری از اصول پیشرفته جراحی، ناراحتی‌ها و مدت زمان بهبود بیمار را به حداقل ممکن برسانند. دکتر بووی و تیمش با استفاده از تخصص Axial3D، قادر هستند داده‌های مربوط به سی‌تی و ام‌آر‌آی بیماران را از بخش پزشکی نیوکاسل، به طور کاملا مطمئن به دفتر مرکزی Axial3D در بلفاست، واقع در ایرلند شمالی بفرستند. تیم Axial3D تنها چند ساعت پس از دریافت اطلاعات می‌تواند با قسمت بندی داده‌ها، مدل های لمسی 360 درجه‌ای از آناتومی بدن بیمار تولید کند.
سپس کارشناسان در بخش تصویرسازی پزشکی Axial3D، با استفاده از یک پرینتر سه بعدی رومیزی مدل Form 3B مدل‌ها را چاپ می‌کنند و پس از 48 ساعت آن‌ها را به بیمارستان تحویل می‌دهند. بعد از آن که مدل‌ها به دست بیمارستان می‌رسد کادر پزشکی از آن‌ها برای انجام برنامه‌ریزی‌های قبلی، شبیه‌سازی جراحی، آموزش و کسب رضایت بیمار کمک بگیرد.
به علاوه مدل‌های سه بعدی چاپ شده سبب شده است تیم پزشکی ابتدا با بیمار و خانواده او درباره موارد پیش بینی شده صحبت کند و هرگونه خطر احتمالی را برای آن‌ها شرح دهند. دکتر بووی قبل از اقدام اصلی، به انجام یک عمل جراحی شبیه سازی شده پرداخت که در نهایت بیشتر از 120 دقیقه از مدت زمان جراحی پیچیده و اصلی کاسته شد و همچنین از پرداخت حدود 8 هزار پوند از بودجه بیمارستان جلوگیری به عمل آمد. دیگر آنکه به واسطه شبیه سازی، در طول جراحی بیمار خون کمتری از دست داد و به خوبی با تیم جراحی ارتباط برقرار کرد.
ساخت مدل‌های سفارشی بر اساس آناتومی بیمار
عمل جراحی شخصی
فرآیند پرینت سه بعدی اغلب با ساخت سریع یک نمونه‌اولیه و توسعه محصول همراه است همانطور که پیشتر درباره تولید تجهیزات پزشکی صحبت کردیم. با توجه به اینکه ظرفیت پرینترها افزایش داشته و همینطور انتخاب مواد پیشرفت زیادی کرده است، در حال حاضر یکی از موارد استفاده مهم این فناوری در بیمارستان‌ها، ساخت مدل‌های سفارشی و خاص بر اساس آناتومی بیماران است.
با توجه به سی‌تی اسکن و نمونه ام‌آی‌آر بیمار، پزشکان می‌توانند با استفاده از نرم‌افزارهای تقسیم بندی مدل سه بعدی مورد نظر را تهیه کنند. سپس مدل‌ها را می‌توان بلافاصله به پرینتر انتقال داد. چاپ مدل‌های تشریحی به چند هدف بسیار مهم انجام می‌شود. اول آنکه در هنگام جراحی به عنوان راهنمای برش استفاده می‌شود. در زمان‌های دیگر نیز به کمک آن بیمار آموزش‌های مورد نیاز را دریافت میکند تا به واسطه درک بهتری از مراحل درمان، قدم مهم بعدی در جراحی برای او مفهوم شود. همچنین مدل‌های پرینت شده بر اساس آناتومی بیمار در طول عمل جراحی مدت زمان عمل را به اندازه قابل توجهی کاهش می‌دهند که این امر اغلب منجر به بهبود نتایج بالینی و کاستن خطرات تهدید کننده بیمار می‌شود.
راز واقعی پرینت سه بعدی و اینکه چرا این فناوری پس از زمان کمی برای تولید مدل‌های خاص بیماران انتخاب شد، بیشتر از همه به دلیل گستره وسیع مواد است. از مواد نرم‌تر مانند رزین الاستیکی برای شبیه سازی بافت و عروق استفاده می‌شود. مواد سخت اما مانند رزین سفید، در شبیه سازی خطوط استخوان به کار برده می‌شوند. در تولید مدل‌های پیچیده‌تر آناتومی نیز، رزین شفاف برای ساخت مجموعه‌ای با استخوان‌های بسیار و عروق رنگی استفاده می‌شود. اندازه‌های مدل‌ها همیشه یکسان نیست و در مطالعه هر مورد خاص به صورت سفارشی ساخته می‌شوند. مدل‌های سفارشی می‌توانند نقص یا مسائل مربوط به جراحی‌های خاص را با دقت بالایی نشان دهند.
«پرینت سه بعدی هر دو بعد آناتومی و پاتولوژی را مقرون به صرفه، سریع و دقیق ارائه می‌دهد که به نوبه خود راهکاری برای برنامه ریزی جامع‌تر قبل از انجام جراحی جلوی پای شما قرار می‌دهد، مفاهیم انتزاعی پژوهشی را مستدل می‌سازد و به واسطه آموزش و یادگیری پزشک مراقبت از بیمار را ارتقا می‌بخشد.»
دکتر جین کیتامورا
مدیر پزشکی آزمایشگاه چاپ سه بعدی دانشکده پزشکی دانشگاه پیتسبورگ
وسایل کمکی و اصلاح ناهنجاری‌های اتوپدی
برای اولین به کمک فناوری پرینت سه بعدی امکان ساخت ارتزهای متناسب و سفارشی به وجود آمده است که این ارتزها همه جا موجودند، مقرون به صرفه و بسیار موثرر هستند.
در ساخت سفارش‌های مربوط به تجهیزات ارتوپدی، از هر دو دستگاه پرینت استریولیتوگرافی (SLA) و زینترینگ لیزری گزینشی (SLS) می‌توان استفاده کرد. پرینترهای SLS، از جمله مدل Formlabs Fuse 1 که در حال رونمایی است، از پودر نایلون جهت ساخت قطعات محکم و سبک استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها در مقایسه با روش‌های قدیمی ریخته‌گری که هنوز در این حوزه به کار گرفته می‌شوند، در هر دو قابلیت شکل‌دهی و عملکرد فوق العاده عالی عمل می‌کنند.
تجهیزات ارتوپدی و ارتزها که در حال حاضر وجود دارند به طور کلی به هنگام استعمال ناراحتی ایجاد می‌کنند و ممکن است منجر به به درد و تحریکات پوستی شوند، اغلب اوقات این عوارض آنقدر شدید است که کودکان تمایلی به استفاده از آن‌ها نشان نمی‌دهند. به علاوه در عمل ممکن است قیمت این لوازم چهار رقمی شود که در این صورت پرداخت هزینه‌های خرید ارتزها برای بیشتر خانواده‌ها، حتی آن‌هایی که تحت پوشش بیمه‌های رده بالایی قرار دارند، دشوارتر خواهد شد. درمورد کودکان این مسئله پیچیده‌تر می‌شود زیرا بچه‌ها به سرعت رشد می‌کنند و درست مانند لباس نو آن‌ها به ارتزهای جدید نیاز پیدا می‌کنند.
مورد پژوهشی: در این مورد پدری به کمک ارتز سفارشی پرینت شده به پسر خود که دچار فلز مغزی است کمک میکند راه برود.
در این ماجرا ببینید متی، پدر نیک که با عارضه فلج مغزی متولد می‌شود، چگونه به او کمک میکند با استفاده از وسایل کمکی سفارشی راه برود. بیشتر ارتزهای موجود بازار هنگام استفاده اذیت می‌کنند و فقط مدل‌های درجه یک گران‌قیمت تناسب خوبی دارند. همچنین وسایل سفارشی گاهی هزاران دلار هزینه می‌تراشند و دیگر آنکه هفته‌ها طول می‌کشد تا به دست بیمار برسند.
«بعد از دو یا سه روز او شروع به راه رفتن کرد و نیازی نبود ما مراقبش باشیم چرا که دیگر به زمین نمی‌افتد. یک تغییر ناگهانی و باورنکردنی بود.»
متی
پدر نیک
پس از ماه‌ها تلاش و مطالعه، متی بخش هایی از یک روند کلی ابتکاری و جدیدی را سرهم کرد که اکنون منتظر ثبت این اختراع است:
- ابتدا پاهای بیمار درحالی که ایستاده است در موقعیت مناسبی روی کیسه خلاء قرار می‌گیرد.
- پاهای او از بالا به طور سه بعدی اسکن می‌شوند و اثر انگشتان او روی کیسه خلا به جا می‌ماند؛ در این روش از اسکنرهای مقرون به صرفه استفاده می‌شود که اطلاعات آن‌ها مستقیم به یک آیپد فرستاده می‌شود.
- داده‌های اسکن گلچین و سپس ترکیب می‌شوند تا در نهایت نمایش دقیقی از پای بیمار ارائه داده شود.
- بر اساس اسکن، ارتزهای سفارشی بالافاصله در نرم افزار CAD طراحی می‌شوند.
- در آخر ارتزها با استفاده از پرینترهای سه بعدی استریولیتوگرافی شرکت Formlabs و رزین با دوام، با کیفیت بسیار بالایی چاپ می‌شوند.
