オーバーン大学が支援技術を前進: 3Dプリント義肢がケアを革新

3Dプリントと先進複合材料、特にカーボンファイバーの両方が義肢分野を変革しています。オーバーン大学では、学生がMark One 3Dプリンターを使用し、実社会のニーズに応える革新的な支援デバイスを設計・試作しています。

オーバーン大学工業デザイン学部のJerrod Windham准教授が、9年間進化し続ける学期プロジェクトを主導しています。各学期、リハビリテーションと工業デザインの学生が身体障害のあるユーザーとペアを組み、初期コンセプトからユーザー固有の目標を満たす機能的プロトタイプまでを製作します。「学期末には、彼らにとって実際に機能するテクノロジーを手渡します」とWindham氏は説明します。

最近のプロジェクトは義肢ユーザーの生活向上に焦点を当てています。課題は、脚義肢ユーザーが快適にパンツを履けるスリーブの作成から、肩離断の女性がチェロを演奏できる肩装着システムの開発まで多岐にわたります。課題の幅広さから、学生は多様な材料と設計ソリューションを探求する必要がありました。

Mark Oneは、優れた比強度でファイバー強化プラスチックをプリントできる点でラボ内で際立っています。多くの3Dプリント義肢パーツは手用ですが、脚や足のデバイスに必要な耐久性を達成するのはより困難です。「人体重を支える構造が必要だったため、比強度が極めて重要でした」とWindham氏は述べます。

Mark Oneによるカーボンファイバー3Dプリントは、軽量強度の理想的なバランスを提供します。チェロ演奏プロジェクトでは、ユーザーの肩と胸をスキャンし、CADソフトで肩甲骨にフィットするシェルを設計。Markforgedナイロンでプリントすることで、PLAやABSのような脆い素材とは異なり、身体に快適にフィットする柔軟性を持たせました。

「彼女が弓を持ち、腕を動かしてチェロを演奏できるデバイスを作れました—子供時代以来追求できなかった情熱です」とWindham氏。各学生のプロジェクトは個人に合わせて調整され、3本指を欠く父親が息子と握手・キャッチボールをしたいケースや、アマチュア釣り人が義肢用防水フェアリングを必要とするケースなどに対応しました。

これらのプロジェクトは単なるプロトタイプではなく、ユーザーの人生に意味を取り戻す耐久性のある機能的ソリューションです。

学生たちの設計プロセスをもっと見るこちら。

写真提供: Jerrod Windham

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