ساخت پروتز دست موقتی به روش پرینت سه بعدی و فرآیندهای تکنولوژی ساخت افزودنی، جهش بزرگی در بخش توانبخشی پزشکی می‌تواند ایجاد کند.

پروتز دست پرینت سه بعدی در پروژه‌ی e-NABLE
پروتز دست پرینت سه بعدی در پروژه‌ی e-NABLE

پرینت سه بعدی در بسیاری از بخش‌ها، بویژه در بخش پزشکی، جایی است که امکان ایجاد ابزار را به شیوه‌ای سریع‌تر و ارزان‌تر فراهم می‌کند، اما در ابتدا شخصی‌سازی و تطبیق آن برای فرد یا افرادی از ناتوانی رنج می برند بسیار مهم است و برای یافتن راه حلی مناسب با نیازهای خاص خود مهم است. فناوری‌های ساخت افزودنی می‌تواند وسیله‌ای برای طراحی و حل این مشکلات باشد، از جمله برای ایجاد دست، بازو، پا یا پای پروتز. آنها می‌توانند تبدیل به یک طراحی واقعی لوازم جانبی شوند در حالی که بسیار کاربردی باقی می‌مانند. برای حل آن؛ امروزه تکنولوژی‌های ساخت افزودنی منجر به تولید پروتز در سطح دیگری کرده است.

برای مثال:در ایران افراد زیادی دچار معلولیت‌های قطع دست و پا به دلایل مختلفی همچون سوانح، جنگ و یا بیماری‌هایی از قبیل دیابت و معلولیت مادرزادی می‌باشند. در بیشتر موارد افراد معلول بدون استفاده از پروتز یا پروتزهای ساده و بدون هیچگونه قابلیت حرکتی با معلولیت خود کنار می‌آیند. از سوی دیگر در سالیان اخیر، به دلیل پیشرفتهای شگرف در حوزه‌های فناوری مانند مکانیک، کامپیوتر و الکترونیک و در کل علم بایونیک(bionic) شاهد معرفی محصولات پیشرفته هستیم که زندگی را برای انسان‌ها ساده‌تر کرده است. حوزه پروتزهای مصنوعی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و دچار پیشرفت قابل ملاحظه‌ای شده است به گونه‌ای که اکنون پروتزهای مصنوعی بایونیک با قابلیت‌های حرکتی گوناگون و قابلیت فرمان پذیری به صورت مستقیم از انسان می‌باشند. با وجود همه این پیشرفت‌ها، در سطح بین‌المللی تعداد محدودی کمپانی به ارائه پروتزهای مصنوعی با قیمت اقتصادی به گروه وسیعی از مشتریان این محصول می‌پردازند. در ایران، با وجود نیاز فراوان، این محصولات بسیار کمیاب‌تر از سایر بازارهای منطقه و بسیار پرهزینه است(حقانی و همکاران، 1391).

 

3D printed parts for the Unlimbited Phoenix, one version of e-NABLE's most popular design. Source: e-NABLE
3D printed parts for the Unlimbited Phoenix, one version of e-NABLE’s most popular design. Source: e-NABLE

e-NABLE یک شبکه جهانی داوطلبان است که از پرینت سه بعدی برای کسانی که نیازمند هستند فعالیت می‌کنند. شاید بزرگترین و اولین تلاش جامعه برای ساخت پروتزهای سه بعدی، پروژه e-NABLE است که با تعداد انگشت شماری از افراد و یک طراحی در سال 2013 آغاز شد و به سرعت به 7000+ اعضای امروز افزایش یافت.

هر کسی می‌تواند بیش از 10 طرح مختلف برای بازو از سایت enablingthefuture.org دانلود کند، همراه با دستورالعمل های چاپ سه بعدی، مونتاژ و هر گونه اصلاحی مورد نیاز. محبوب‌ترین طراحی دست Phoenix Hand است که توسط یک محقق در دانشگاه شاندونگ بر اساس سایر طرح‌های منبع باز ایجاد شده است. پروتزهای دست پرینت شده توسط اعضای جامعه طراحی شده و به طور مرتب بهبود می یابند. هر کدام از آنها یک نگاه و هدف متفاوت دارند. طرح‌هایی برای کسانی که با مچ دست، آرنج و حتی پروتز انگشتی کار می‌کنند، وجود دارد. شگفت انگیزترین جای بحث این است که این جامعه بزرگ تنها بر اساس داوطلبان تشکیل شده است. چندین نقش وجود دارد که داوطلبان بازی می کنند، از تولید قطعات پرینت سه بعدی شده گرفته تا مونتاژ کردن و غیره.

با این وجود نیازهای پروتزی کودکان به دلیل اندازه کوچک، رشد ثابت و رشد روانی-اجتماعی پیچیده هستند. برای اکثر موارد قطع اندام به معنی کاهش تحرک و عدم تقارن ویژگی‌‌های معمول اندام آسیب‌دیده است. اکثر پروتزهای اندام فوقانی برای کودکان شامل یک دستگاه ترمینال با هدف جانشین کردن دست یا انگشتان از دست رفته است. واحدهای الکتریکی(یعنی میوالکتریک) و دستگاه‌‌های مکانیکی(یعنی بدنی) برای رفع نیازهای کودکان بهبود یافته‌اند، اما هزینه‌ی نگهداری و جایگزینی باعث دشوار شدن دسترسی این دستگاه‌‌ها برای بسیاری از خانواده‌‌ها شده است.

پروتز دست پرینت سه بعدی برای خردسالان

اصطلاح پروتز موقتی در زمینه پروتزهای دندانی، به‌خصوص در بیماران hemimaxillectomy، کاربرد گسترده‌ای داشته است. با این حال، برای پروتز‌‌های اندام فوقانی و تحتانی، این نوع دستگاه‌‌ها «پروتز موقتی»، «پروتز اولیه» یا «پروتز فوری بعد از عمل» خوانده شده‌اند. تحقیقات قبلی از دستگاه‌‌های پروتز موقتی، نظیر دستگاه‌‌های ترموپلاستیک، با هدف احیا و حفظ قدرت و دامنه حرکت در کودکان دچار نقص‌‌های کاهش اندام فوقانی استفاده کرده‌اند. این دستگاه‌ها، هرچند کاربردی هستند، ممکن است جذابیت دیداری برای کودکان نداشته باشند، که ممکن است میزان رد شدن آنها را افزایش دهد. با وجود تلاش‌‌های فراوان سازمان‌‌های غیرانتفاعی، مانند LN-4 و…، به دلیل کمبود تکنیسین‌‌های آموزش‌دیده‌ای که می‌‌‌توانند این خدمات را ارائه دهند و به دلیل کمبود محلی قطعات لازم برای تولید پروتزهای اندام فوقانی، تعدادی از کودکان مبتلا به نقص‌‌های اندام فوقانی در کشورهای در حال توسعه هنوز هم امکان ندارند مجهز به هر نوع از این پروتزها شوند. به دستگاه‌‌های پروتز موقتی کاربردی کم‌هزینه، زیبا، سفارشی و راحت برای کودکان نیاز ضروری وجود دارد.

پیشرفت‌‌ها در برنامه‌‌های طراحی با کمک رایانه، تولید افزایشی، و نرم‌افزار ویرایش عکس متن‌باز امکان طراحی، چاپ و نصب دست‌‌های پروتز موقتی و سایر دستگاه‌‌های پروتز را با هزینه بسیار کم فراهم می‌‌‌کند. ایجاد و بکارگیری دستگاه‌‌های پروتز موقتی چاپ شده‌ی سه‌بعدی برای افزایش دامنه‌ی حرکت، قدرت و سایر متغیرهای مرتبط تاثیر بالینی قابل‌توجهی برای کودکان مبتلا به نقص‌‌های اندام فوقانی دارد.

پروتز‌‌های موقتی ممکن است در توان‌بخشی بیمار و تجویز پروتزهای استاندارد نقش مهمی داشته باشند. بعضی از افراد درکشورهای در حال توسعه که به این نوع دستگاه‌‌ها نیاز دارند به دلیل کمبود تکنیسین‌‌های آموزش‌دیده و کمبود محلی قطعات لازم، از خدمات بهره نمی‌برند.

پیشرفت‌‌های اخیر در فناوری تولید ساخت افزایشی امکان ساخت دست مصنوعی چاپ‌شده بصورت سه‌بعدی از فایل دیجیتالی سفارشی را فراهم می‌‌‌کند. اخیراً، زونیگا و همکاران روش متناسب‌سازی فاصله‌ای را برای یک دست مصنوعی چاپ‌شده‌ی سه‌بعدی متن‌باز به‌نام سایبورگ بیست را اعتبارسنجی کردند. این نمونه اولیه پروتز یا دستگاه پروتز موقتی را می‌‌‌توان براساس نیازهای بیمار در فاصله‌ای متناسب‌سازی و با استفاده از چاپگرهای دسکتاپ کوچک و مقرون‌به‌صرفه سه‌بعدی تولید کرد. به احتمال زیاد، یک دستگاه پرینت سه‌بعدی شده، مانند سایبورگ بیست، همراه با متخصص پروتز مجاز می‌تواند دست مصنوعی موقتی چاپ‌شده بصورت سه‌بعدی را برای افراد نیازمند در سرتاسر جهان فراهم کند. با این حال، باید ذکر کرد که دوام این پروتزها و عوامل محیط مؤثر بر آنها، مانند دما، می‌‌‌تواند استفاده‌ی گسترده از این نوع دستگاه را محدود کند. مشکل عمده مواد فعلی بکار رفته برای پروتزها، مانند پلیمرهای PLA، نداشتن پایداری حرارتی در دمای بالاست. در حضور رطوبت و در دمای بالا، PLA با تجزیه‌ی قابل توجهی روبرو می‌‌‌شود و بر دوام و عملکرد این دستگاه‌‌ها اثر می‌‌‌گذارد. علاوه بر این، هیچ استانداردی برای تولید پروتزهای سه‌بعدی وجود ندارد، که بدست‌آوردن چاپ قابل‌اعتماد را دشوار می‌‌‌کند. اگر چه دوام، محیط و نبود استانداردهای چاپ سه‌بعدی در هنگام استفاده از پروتزها مهم هستند، کاربرد داشتن و مقرون بصرفه بودن راه‌‌های جدید، امیدبخشی برای پزشکان و بیماران آنها هستند.

امکان دارد که دست مصنوعی پرینت سه بعدی شده‌ی متن‌باز کم‌هزینه را بتوان به عنوان دستگاه‌‌های موقتی در آماده‌سازی برای پروتز دست پیچیده‌تر یا استاندارد بکار برد. فناوری چاپ سه‌بعدی برای ایجاد پروتز دست در مراحل اولیه‌ی پیشرفت خود است و نظارت متخصصین پروتز مجاز برای ایجاد مناسب و استفاده از این دستگاه‌‌ها بسیار مهم است. بنابراین، بسیار تشویق می‌‌‌شود که متخصصان پروتز مجاز و سایر متخصصان مراقبت‌‌های بهداشتی در زمینه ایجاد، تطبیق و آزمایش دستگاه‌‌های پروتز چاپ‌شده بصورت سه‌بعدی لحاظ شوند. علاوه بر این، تحقیقات آینده باید کارکرد، دوام، ایمنی و توسعه‌ی استانداردهای چاپ سه‌بعدی را برای این نوع دستگاه‌های پروتز بررسی کنند.

نتیجه‌گیری: هر چند هنگام استفاده از این نوع دستگاه‌ها، دوام، محیط و نبود استانداردهای چاپ برای ساخت پروتزهای چاپ‌شده سه‌بعدی عوامل مهم و مدنظر هستند، اما كارآمد بودن و مقرون‌به‌صرفه بودن این طرح راه جدید امیدبخشی برای پزشکان و بیماران دچار نقص‌‌های اندام فوقانی ساکن در کشورهای در حال توسعه است. هرچند در آزمایشگاه تحقیقاتی ساخت افزودنی دانشگاه علوم و تحقیقات تهران گام های مهمی در توسعه این نوع پروتزها برداشته شده است ولی با توجه به نیازهای موجود در جامعه همکاری سایر ارگان‌ها در حل سریعتر این مشکل را می طلبد.

نویسنده: وحید دولتخواه

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید