随着3D打印的发展，完全可以从开源数据库中的模型中打印自己的假肢。

但这些模型缺乏个性化的电子用户界面，就像在昂贵的，最先进的假肢中找到的那样。

现在，弗吉尼亚理工大学的一位教授和他的本科学生研究生跨学科团队已经在将电子传感器与个性化3D打印假肢相结合方面取得了进展 - 这一发展有朝一日可以带来更实惠的电动假肢。

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这项新发布的研究来自弗吉尼亚理工大学工业和系统工程助理教授Blake Johnson的实验室，在改进3D打印个性化可穿戴系统的功能方面向前迈出了一步。

通过将电子传感器集成在假肢和佩戴者组织之间的交叉点，研究人员可以收集与假肢功能和舒适度相关的信息，例如穿戴者组织的压力，这可以帮助改善这些类型的假肢的进一步迭代。

通过共形3D打印技术将材料整合到3D打印假肢的贴合区域中，而不是在打印后进行手动整合，这也可以为匹配佩戴者组织的硬度和在不同时间集成传感器的独特机会铺平道路。形状拟合界面上的位置。与传统3D打印不同，传统3D打印涉及在平坦表面上以逐层方式沉积材料，保形3D打印允许在弯曲表面和物体上沉积材料。

根据工业和系统工程研究生Yucin Tong和已发表研究的第一作者，最终目标是创建可以覆盖尽可能多的人的工程实践和流程，首先是努力帮助开发一个假肢。当地的少年。

“希望每位家长都能按照我们发表的论文中的描述，为他或她的孩子开发一种低成本的个性化假手，”Tong说。

为了开发与电子传感器集成的假肢，研究人员开始使用3D扫描数据，类似于以各种角度拍摄照片以获得物体的完整形式 - 在这种情况下，是青少年肢体的模具。

然后，他们使用3D扫描数据，使用共形3D打印技术引导传感器集成到假体的形状配合腔中。

研究团队开发的这一过程将有助于个性化医疗和可穿戴系统设计的进一步应用。

“使用3D扫描和3D打印个性化和修改可穿戴系统接口的属性和功能，为人类援助和医疗保健的新技术的设计和制造打开了大门，并检查了与可穿戴系统的功能和舒适性相关的基本问题，“约翰逊说。

约翰逊对假肢手的研究受到了启发，当他得知他的同事的女儿，当时12岁的Josie Fraticelli，她出生时患有羊膜带综合征。在子宫内，她的手的发展停止了。弦状羊膜带限制血流并影响右手的发育，导致指关节之外缺乏形成。

约翰逊利用他在添加剂生物制造方面的相关研究专长以及一支由跨学科本科研究人员组成的团队，为Fraticelli 3D打印仿生手，这将成为现在发表的研究的基础。

当他们与Fraticelli合作时，他们继续通过开发新的增材制造技术来调整假肢原型，这种技术可以更好地贴合Fraticelli的手掌，从而创造出更舒适，贴身的假肢装置。

他们证实，与非个性化装置相比，假肢的个性化使Fraticelli组织和假体之间的接触增加了近四倍。这种增加的接触面积有助于他们确定在何处部署传感电极阵列以测试压力分布，这有助于他们进一步改进设计。

使用具有和不具有感测电极阵列的两个个性化假体进行感测实验。通过使用Fraticelli进行这些实验，他们发现当她放松手而不是弯曲的姿势握住她的手时，压力分布是不同的。

“软皮和刚性界面之间的不匹配仍然是一个会降低整合度的问题，”Tong说。“从分配更好的压力平衡的角度来看，传感电极阵列可以打开另一个新区域以改善假肢设计。”

总体而言，Fraticelli确实感觉到新的个性化假肢提高了她的舒适度。由于她的手在不同的姿势下是柔软和可变的并且假体材料是刚性的并且是固定的，因此整合水平可以继续改变。

个性化假肢仍有改进的空间，约翰逊的团队将继续研究和开发增材制造的新技术，以改进可穿戴仿生设备。

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