以色列理工學(xué)院的科學(xué)家們開發(fā)了一條自動生產(chǎn)線，用于3D打印低成本的定制義肢。在團(tuán)隊(duì)簡化的設(shè)計過程中，將掃描被截肢者未受影響的手，使用CAD軟件對其進(jìn)行裁剪，然后將其直接轉(zhuǎn)換為可打印的STL文件。然后，通過單擊一個按鈕，就可以輕松地將生成的零件組裝成具有先進(jìn)的物體抓握功能的逼真肢體，從而為患者提供更高的生活質(zhì)量。

科學(xué)家的自定義掃描設(shè)置（如圖）花費(fèi)不到40美元。圖片來自以色列技術(shù)學(xué)院。

推進(jìn)無障礙義肢的發(fā)展

失去一只手會通過增加對他人的依賴程度來嚴(yán)重影響某人的生活質(zhì)量，但是假肢的費(fèi)用在3,000美元至100,000美元之間。結(jié)果，許多截肢者的價格都超出了定制設(shè)備的價格，特別是考慮到它們通常需要訓(xùn)練有素的專業(yè)人員進(jìn)行昂貴的手動安裝才能獲得最佳性能。

除了成本之外，假肢還遭受其他導(dǎo)致高拒絕率的問題，包括它們的外觀，重量，抓握力和缺乏感官反饋。這種患者的排斥反應(yīng)也可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，導(dǎo)致關(guān)節(jié)和肌肉變性，痛苦的炎癥以及許多其他潛在的嚴(yán)重并發(fā)癥。

同時，使用3D打印，現(xiàn)在可以減少制造假肢所需的組裝步驟，同時創(chuàng)建更復(fù)雜的設(shè)計，并且最近的許多項(xiàng)目都成功地做到了這一點(diǎn)。然而，開發(fā)具有一致特性并以足夠快的速度來滿足需求的低成本人造肢體仍然是個問題。為了提高產(chǎn)量并減少對訓(xùn)練有素的專家的依賴，以色列科學(xué)家因此開發(fā)了數(shù)字設(shè)計管道，可以在無需人工干預(yù)的情況下生產(chǎn)出價格合理的義肢。

該小組的3D打印手具有嵌入式力傳感器（如圖所示），可以為他們提供感應(yīng)功能。以色列技術(shù)研究所提供的照片。

建立一個假肢工廠

研究人員的生產(chǎn)線基本上包括四個步驟：掃描，建模，3D打印和組裝。在最初的設(shè)計階段，可以根據(jù)用戶的喜好定制假肢的外觀，并且患者可以在身體動力的手和更高級的EMG控制的設(shè)備之間進(jìn)行選擇。修復(fù)體完成后，它將自動轉(zhuǎn)換為STL文件并發(fā)送以進(jìn)行打印。盡管科學(xué)家的工作流程仍然需要手工組裝最終零件，但他們發(fā)現(xiàn)可以優(yōu)化先前的步驟以縮短過程，從而使構(gòu)造簡單，快速且對用戶易于使用。

為了使設(shè)置盡可能地可行，以色列團(tuán)隊(duì)甚至創(chuàng)建了一款基于英特爾實(shí)感攝像頭的低成本定制掃描儀，價格約為40美元。發(fā)現(xiàn)的假肢也不是劣質(zhì)的，因?yàn)樗鼈儽蛔C明能夠倒液和容納家居用品超過50,000次。

在其他測試中，加法肢體表現(xiàn)出能夠使其抓握水平適應(yīng)超軟或剛性物體的能力，并且其電動機(jī)會根據(jù)阻力水平在不同的時間停止。盡管假肢尚未向潛在用戶推出，但當(dāng)被截肢者看到時，他們稱贊假肢的重量和逼真的外觀，這表明患者的排斥反應(yīng)可能會降到最低。

最終，科學(xué)家得出結(jié)論，通過消除昂貴的手動裝配的必要性，他們的3D打印生產(chǎn)線可以顯著降低有需要的人的假肢成本。盡管該團(tuán)隊(duì)并未在生產(chǎn)過程中給出總體價格，但他們得出的結(jié)論是，總體概念可以“提供該領(lǐng)域急需的飛躍”。

優(yōu)化假肢生產(chǎn)

盡管3D打印假肢已經(jīng)可以使用幾年了，但該行業(yè)的重點(diǎn)最近轉(zhuǎn)移到使截肢者更容易使用它們。例如，假肢制造商Partial Hand Solutions在其生產(chǎn)過程中采用了Formlabs的新型Form 1 3D打印機(jī)，使其每天可制造80個人造手指。使用該機(jī)器還使該公司能夠制造既便宜又更好地適合患者需求的四肢。

同樣，林肯大學(xué)的研究人員也開發(fā)了一種3D打印的傳感器操作的假肢臂，專門為兩歲的孩子設(shè)計。鑒于許多兒童由于持續(xù)成長而沒有四肢相加，因此該設(shè)備已被構(gòu)造為一種價格更便宜的替代產(chǎn)品。

在其他地方，已開發(fā)出定制的假體來滿足患有其他各種損傷的患者的需求，并且科學(xué)家甚至陷入了3D打印睪丸的麻煩。 據(jù)報道，韓國男子必須為人工性腺支付715美元以上的費(fèi)用，而這種添加劑球旨在提供一種低成本的替代品。

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