Individuálny prístup k pacientom pri výrobe bionických ortéz na mieru
Pre spoločnosti v oblasti zdravotníctva, ktoré chcú splniť individuálne požiadavky svojich pacientov a vytvárať nové výrobky ekonomicky výhodným spôsobom, je 3D tlač v kombinácii so správnou technológiou povrchovej úpravy a farbením tým správnym riešením.
Potenciál 3D tlače
„Empowering motion“ alebo „umožnenie pohybu“ – je slogan spoločnosti HKK Bionics. A presne tomu sa v spoločnosti venujú. Start-up v odbore medicíny, ktorý v máji 2017 v nemeckom Ulme založili Dominik Hepp a Tobias Knobloch, vyvíja bionickú ortézu ruky.
Motiváciou, ktorá viedla k založeniu spoločnosti, sú osobné skúsenosti. Dominik Hepp utrpel počas autonehody niekoľko zranení, kvôli ktorým mal obmedzenú pohyblivosť rúk. Nápad na tento výrobok sa zrodil pri štúdiu medicínskeho inžinierstva na Vysokej škole aplikovaných vied v Ulme, kde sa tiež zoznámil so spoluzakladateľom spoločnosti.
Aby sa tento nápad mohol skutočne zrealizovať, zakladatelia spoločnosti skombinovali tradičné ortopedické remeselné práce s inovatívnou technológiou, prevratným konceptom a najmodernejšou technikou. Výsledkom je exomotion hand one, high-tech výrobok, ktorý poskytuje ľuďom s obmedzenou schopnosťou pohybu plnohodnotnú kvalitu života. Intuitívne ovládanie ortézy a prednastavených funkcií úchopu zaisťuje senzor, vysoko inteligentný softvér a impulzy prichádzajúce z aktívneho svalu.
Kvôli autonehode som skončil na vozíčku. Nemohol som ani používať ruky - čo mi vnuklo nápad, ako pomôcť ľuďom v obdobnej situácii.
Dominik HeppCEO a spoluzakladateľ spoločnosti HKK Bionics
Viac ako 40 komponentov
Od začiatku bolo jasné, že požiadavky spoločnosti bude spĺňať jedine aditívna výroba, v tomto prípade 3D tlač z práškového lôžka. Poskytuje totiž presnosť tlače, potrebnú pri malých dieloch, ktoré do seba musia spoľahlivo zapadať. Ortéza exomotion hand one je ľahká, pohodlná na nosenie a individuálne prispôsobiteľná a mala by sa vyrábať udržateľným spôsobom aj po jednotlivých kusoch. Potom, čo sa spoločnosť HKK Bionics rozhodla pre výrobu 3D tlačou, musela prekonať ešte mnoho ďalších prekážok.
Motorická rukavica s dlahou pozostáva z rôznych častí, ako je exo mechanika, umelé šľachy, dlaha, silikónová rukavice, displej a senzor. Jednotlivé časti sú vyrobené rôznymi technológiami, z čoho cez 40 z nich bolo vyrobených na 3D tlačiarni.
Všetky diely do seba musia presne pasovať, a preto je potrebné vyrábať ich so znalosťami výrobných parametrov. Navyše polyamidové diely, ktoré prejdú výrobným procesom, nemožno použiť ako finálny výrobok kvôli drsnému a citlivému povrchu a prevedeniu iba v bielej farbe. Množstvo polyamidových dielov potrebných na jeden výrobok je výzvou: všetky diely vyžadujú homogénnu povrchovú úpravu a jednotné sfarbenie. Produkt tiež musí prejsť testom cytotoxicity a nesmie dráždiť kožu, čo na farbenie kladie vysoké nároky.
Homogénna úprava
Na výrobe 3D tlačených dielov pre exomotion hand one spolupracuje spoločnosť HKK Bionics s nemeckým servisným strediskom 3D tlače Teufel Prototypen a spoločnosťou DyeMansion, ktorej technológia umožňuje vhodnú povrchovú úpravu a prispôsobenie farieb dielov.
Thomas Teufel, konateľ spoločnosti Teufel Prototypen, bol od samého začiatku z ortézy exomotion hand one nadšený. „3D tlač je pre túto aplikáciu ideálnou výrobnou stratégiou jednak preto, že sa tak ortéza dokonale prispôsobí telu pacienta, a jednak preto, že ponúka úplnú voľnosť pri navrhovaní nefunkčných častí,“ hovorí.
Na výrobu ortézy podľa potrieb pacienta sa musí najskôr oskenovať ruka pacienta 3D skenerom. Model, ktorý prešiel procesom skenovania, sa použije pri výrobe jednotlivých častí ortézy.
Vďaka pracovnému postupu DyeMansion Print-to-Product je spoločnosť HKK Bionics schopná vyrábať konzistentné diely s kvalitnou farebnou úpravou. V budúcnosti by sa spoločnosť rada venovala rozšírenejším farebným úpravám, ktoré by individuálne zodpovedali tónu pleti pacientov či ich obľúbeným farbám.
Certifikovaný výrobok
Výrobok prešiel testami cytotoxicity podľa ISO 10993-5 a 10993-12 a podráždenia kože podľa ISO 10993-23, ISO 10993-12 a ISO protokolu TC 194 WG 8.
- Farby zodpovedajú tónom pleti
- Výrobky certifikované proti cytotoxicite a podráždeniu kože
- Vylepšená a homogénna haptika
- Individuálne množstvo produktov v jednej výrobnej sérii
Spoločnosť HKK Bionics si uvedomila, že čím nenápadnejšia ortéza bude, tým lepšie pre pohodlie pacientov. Vďaka zariadeniu DyeMansion Color Matching sa podarilo vytvoriť tri základné odtiene pleti. Okrem odtieňov kože a individuálne navrhnutých farieb majú pacienti možnosť výberu zo širokej škály farieb, ktorú spoločnosť DyeMansion dodáva: 17 základných farieb, 170 farieb podľa vzorkovníka RAL, farby zo vzorkovníka PANTONE a ďalšie.
Biokompatibilita je u zdravotníckych pomôcok, ktoré sú denne v kontakte s ľudskou kožou, mimoriadne dôležitá – najmä pokiaľ ide o certifikácie a testy, ktoré je nutné absolvovať. Farby DyeMansion, ktoré sa používajú pri výrobe exomotion hand one, prešli testami cytotoxicity podľa noriem ISO 10993-5 a 10993-12 a testami dráždivosti kože podľa normy ISO protokolu TC 194 WG 8 a normy ISO 10993-12 pre EOS PA2.
Certifikáty farieb DyeMansion proti cytotoxicite a podráždeniu kože podľa noriem ISO nám pomáhajú na získanie CE certifikácie finálnej ortézy.
Dominik HeppCEO a spoluzakladateľ spoločnosti HKK Bionics
Ortézy na mieru
Rovnako dôležité ako kompatibilita kože s materiálom je pohodlie používateľov. Ortéza by mala pacientovi dobre sedieť a nemala by kožu škrabať či odierať. Povrchová úprava PolyShot Surfacing (PSS) zaisťuje homogénnu kvalitu povrchu bez toho, aby to ovplyvnilo geometriu dielu. Vďaka tomu je možné tiež dosiahnuť jednotné výsledky farbenia.
Každá ortéza je vyrábaná podľa individuálnych potrieb pacienta. To je možné dosiahnuť vďaka moderným technológiám 3D tlače a pracovnému postupu DyeMansion Print-to-Product. V porovnaní s inými výrobnými technológiami je možné ekonomicky produkovať šaržu s objemom iba jedného kusu. Pre spoločnosť HKK Bionics to predstavuje možnosť vyrábať pomôcky na mieru av najvyššej možnej kvalite.
Spoločnosť so sídlom v Ulme teraz dokončuje posledné kroky k sériovej výrobe. To zahŕňa finalizáciu prototypu, ďalšie testovanie v laboratóriách a získanie CE certifikácie. Potom môže začať sériová výroba aj distribúcia prostredníctvom vybraných obchodov so zdravotníckymi potrebami. Aj naďalej bude udržiavaná blízka spolupráca s firmou DyeMansion pre konečnú úpravu a farbenie produktov.
Stiahnite si našu prípadovú štúdiu
Získajte inšpiráciu a nápady pre svoje vlastné projekty a ciele. Stiahnite si našu prípadovú štúdiu a objavte, ako sme pomohli našim klientom riešiť ich výzvy a aké stratégie sme použili na dosiahnutie úspechu.