Виды протезирования зубов плюсы и минусы цена: Виды зубных протезов: плюсы и минусы

Протезир

Содержание

Плюсы и минусы зубных протезов

Когда стоит задача поставить протезы, потому что один, несколько или все зубы отсутствуют, необходима тщательная подготовка, в том числе, изучение «матчасти» пациентом даже перед первой консультацией. Протезирование — довольно затратный по времени и средствам процесс, поэтому и требует взвешенного подхода. Именно так мы работаем в клинике «Имплант Лаб», г. Москва, и сегодня хотим представить аргументы в пользу различных решений.

Не секрет, что масштабы потери зубов у пациентов в России приняли угрожающий характер. Каждый первый взрослый страдает от кариеса. После 30 лет найти пациента со всеми своими и целыми зубами практически невозможно. Каждый четвертый после 60 лет вообще не имеет зубов.

Плюсы протезирования очевидны: качество жизни и уровень здоровья в целом напрямую зависят от работы органов пищеварения, а желудочно-кишечный тракт однозначно страдает без нормального жевания.

Отсутствие даже одной единицы в ряду сказывается на всей системе – здоровые «соседи» начинают двигаться, чтобы заполнить пустоту. Это ведет к их перегрузке и повышает вероятность их потери. Любые минусы протезирования зубов меркнут на фоне риска потерять здоровые.
При больших «потерях» меняется речь и внешность — лицо выглядит возрастным, появляются ранние морщины, и пациент смотрится старше, чем это есть на самом деле. При полной адентии речь становится невнятной. Даже если учесть минусы протезирования зубов и все особенности процесса, в итоге пациент выигрывает.
Начинаются психологические изменения, вплоть до депрессивных расстройств. На фоне того, какую важность придают внешности сейчас, «светить» «прорехами» во рту не принято. Плюсы протезирования зубов еще и в том, чтобы наладить общение, достичь профессионального признания и успеха в личной жизни.

Каковы плюсы и минусы протезирования различных видов: сравнительный анализ

Мы постарались представить сильные и слабые стороны наиболее востребованных технологий. Посмотрите:

Критерии/ методики	На имплантах	На мостах	На бюгелях	На полностью съемных конструкциях
Плюсы протезирования	Костная ткань остается целой, атрофия не наступает, Процент приживления достигает 100%, Соседние зубы не страдают от перегрузок, Ощущения на 100% естественны, После установки протезов все выглядит натурально, Пациенту легче общаться, Почти нет ограничений в питании, Привычный уход, Хватает на несколько десятилетий, Бюджетные марки сравнимы по цене с мостами и бюгелями.	Можно быстро восстановить эстетику и жевание, Надежная фиксация, Подходит, когда есть противопоказания к имплантации.	Можно быстро восстановить эстетику и жевание, Удобно использовать, Можно не снимать на ночь, Установка протезов проводится быстро, Есть много вариантов креплений, подходят для самых разных ситуаций.	Дешевле других видов, Относительно быстрое восстановление зубных рядов.
Минусы протезирования	Подходят не всем, Нужна операция, Может не прижиться, Длительные сроки приживления и полного восстановления, Есть противопоказания.	Атрофия кости прогрессирует, Опорные зубы перегружены и подвергаются риску кариеса и его осложнений, Высока вероятность их потери, Сроки службы ограничены.	Много ограничений и противопоказаний, Атрофия кости челюсти прогрессирует, Опорные зубы перегружены, подвергаются риску кариеса и его осложнений, Сроки службы ограничены.	Неудобно жевать и разговаривать, Сложный уход, Ненадежная фиксация, Меняет речь, Атрофия кости прогрессирует, Небольшие сроки службы, Легко ломается, Вызывает тошноту.

Как видите, отрицательные стороны установки протезов на имплантах минимальны, преимуществ гораздо больше, что и делает выбор этой методики оптимальным. У нас достаточно опыта, чтобы помочь даже тем пациентам, кому отказали в других клиниках.

Плюс, на изготовление и установку любых протезов мы даем 5 лет гарантии, предоставляем возможность сделать все в рассрочку, кредит, периодически проводим акции и снижаем стоимость.

Приходите, поможем. Первый прием и снимок – бесплатно.

виды зубных протезов, плюсы и минусы

Протезирование зубов – неизбежная процедура, с которой придется столкнуться пациентам после удаления зуба. Вне зависимости от возраста, необходимо восстанавливать функциональность и эстетику зубного ряда. В наше время существует масса разновидностей протезов, поэтому уложиться в выделенный бюджет для этих целей можно без сильного удара по кошельку. Чтобы узнать об этом немного больше, мы подготовили для вас статью о видах протезов, рекомендациях по их выбору и средних ценах.

Что такое протезирование зубов

Протезирование зубов – стоматологическая услуга, состоящая из комплекса мероприятий, целью которой является восстановить естественную функцию зуба, сформировать правильную форму и подобрать подходящий оттенок эмали для разрушенных или отсутствующих зубов.

Перед тем, как стать обладателем новой здоровой улыбки, предстоит посетить стоматолога-ортопеда, терапевта и хирурга. На первом этапе проводится осмотр, как визуальный, так и посредством рентгеновских снимков. Благодаря этому врач устанавливает необходимость удаления тех или иных зубов, возможное лечение и прочие действия, после которых полость рта будет готова к протезированию. Также на этом этапе происходит подбор зубных протезов.

На втором этапе планируется посещение стоматолога-терапевта. В его спектр услуг входит целостное лечение зубов. В результате все зубы должны быть полностью здоровы без единого очага инфекции и намека на кариес. Особенно важно это в случае установки протезов несъемного вида. Заключительным этапом терапевтического лечения является проведение очистительных мероприятий и снятие зубного камня.

Третий этап – посещение хирурга. Врач занимается удалением зубов, вылечить которые невозможно. После заживления десны, можно приступать к протезированию.

Виды зубных протезов

Стоматологические клиники предлагают три вида протезирования зубов:

несъемное;
съемное;
имплантационное.

Несъемные протезы помогают воссоздать зубной ряд, который частично был разрушен кариесом. Их используют, если повышена стираемость зубной ткани или отсутствии нескольких зубов рядом. Некоторые виды применяются для создания новой формы и изменения цвета эмали. Такие протезы фиксируются на постоянной основе, поэтому снять их самостоятельно или без разрушения конструкции невозможно.

Материалы, из которых изготавливают протезы:

металлические сплавы золота и палладия, кобальта и хрома;
керамика: фарфор и диоксид циркония;
металлокерамика.

Из числа разновидностей несъемных протезов выделяют четыре типа:

Коронки, повторяющие естественную форму зуба. Помогают восстановить функции жевания и речи, а также корректируют цвет эмали.
Мостовидные – совокупность коронок, скрепленных между собой. Используется для восполнения недостающих зубов при условии, что их не больше двух. Опора производится на естественные зубы, которые поддаются специальной обточке.
Вкладки – протезы, призванные к восстановлению жевательных зубов.
Виниры помогают не только создавать идеальные зубы, но и восстанавливают их. Зачастую их устанавливают исключительно на зону улыбки.

Съемное протезирование имеет место, когда дефект зубного ряда состоит из отсутствия более трех зубов. Данный вид помогает восстановить функции жевания и речи пожилым людям. Также их выбирают и те, кто не решается на обточку здоровых зубов под установку опорных коронок. Среди несъемных протезов выделяют: бюгельные, акриловые и нейлоновые.

Первый вид – наиболее оптимальный вариант, если установка несъемного протеза является невозможной. Это обосновано его наилучшей физиологичностью и адаптивностью под анатомию человека. Акриловые протезы отличаются легкостью в установке и уходе. В основном их изготавливают на время производства постоянных протезов. Нейлоновое протезирование отличается своей гипоаллергенностью. Кроме того, их необязательно снимать на время сна.

Имплантационное протезирование характеризуется установкой в костную ткань челюсти штифтов, которые повторяют форму корня. На его основе создается коронка, которая восполняет внешний вид и функциональность. При производстве подобных протезов используются материалы, которые не отторгаются организмом.

Как выбрать лучшие зубные протезы

Рекомендации для выбора того или иного вида протезов последуют после визита к стоматологу-ортодонту. Разумеется, во внимание не могут принимать желания пациента. В основном они касаются стоимости установки и протезов, материалов для их изготовления и конструкции.

Бывают ситуации, когда с физиологической точки зрения пациенту рекомендована установка несъемных протезов. Но для него этот вариант не подходит по стоимость. В этом случае следует рассматривать другие типы, которые удовлетворят все аспекты и станут функциональными помощниками на длительное время.

В других случаях наоборот, пациент бы с радостью поставил несъемные протезы, поскольку с финансовой стороны это не вызывает у него проблем. Но при осмотре были выявлены противопоказания, которые не позволяют этого сделать. Именно поэтому консультация со стоматологом-ортодонтом так важна на данном этапе.

Записаться на протезирование зубов в Happy Smile

Протезирование зубов в Калининграде осуществляется в Центре семейной стоматологии «Happy Smile». Наши врачи помогут определиться с материалом, конструкций, подберут оптимальный способ протезирования.

Комплексный подход к решению задачи позволит стать обладателем зубов, исходя из клинических показаний и финансовых возможностей пациента.

Протезирование – комплекс процедур, который подразумевает индивидуальный подход к каждому случаю с целью установки наиболее подходящих, удобных и функциональных вариантов именно для вас. Чтобы записаться на консультацию к стоматологу-ортодонту, позвоните нам по указанным номерам или воспользуйтесь онлайн-записью на сайте Центра семейной стоматологии «Happy Smile». Администратор свяжется с вами для подтверждения вашего визита.

виды, сравнение, плюсы и минусы

Увы, даже самый опытный стоматолог, вооруженный современными технологиями, не всегда может спасти больной зуб. Но протезирование зубов в наши дни достигло таких высот, что утрата собственного зуба перестала быть проблемой. Протезирование зубов поможет даже в том случае, если утрачено большинство зубов или весь зубной ряд.

Протезирование — это восстановление или замена собственных зубов особыми конструкциями — зубными протезами. Они могут быть как съемными, так и несъемными. Отдельно следует выделить такую группу протезов, как имплантаты.

Протезирование с помощью коронок. Коронки — это протезы, которые устанавливаются на остаток зуба, как колпачок. Их выполняют из самых разнообразных материалов.

Металлические. Этот вид коронок постепенно уходит в прошлое и сегодня считается устаревшим. Мало кто захочет сверкать зубом при каждой улыбке. Впрочем, иногда их еще делают. Нельзя сказать, что их эксплуатационные характеристики плохи — коронки из золота, платины и других драгоценных металлов очень прочны и служат долго (до 20-ти лет), стоят они не очень дорого, изнашиваются медленно. Но непривлекательность и неточная посадка на зуб перечеркивают эти достоинства.
Металлокерамические. На металлическую основу наносится керамическое покрытие, имитирующее зубную эмаль. Такие коронки очень популярны — они прочны, неотличимы от настоящих зубов, служат до 15-ти лет и стоят относительно недорого — по крайней мере, соотношение «цена-качество» у них хорошее. Однако есть и недостатки — зуб под такую коронку шлифуется и депульпируется, а сверхпрочная керамика при неправильной установке может травмировать соседние зубы. Иногда, если работа была выполнена некачественно, у края десны может быть заметна полоска металлической основы коронки.
Керамические. Сделаны целиком из керамики, без металлической основы. Эти коронки позволяют наиболее точно сымитировать натуральную эмаль, вплоть до текстуры и прозрачности. Поэтому такие коронки используют для протезирования передних зубов. Они долго не изнашиваются и не меняют цвет. Но керамика при всей своей прочности хрупка — она выдерживает давление, но не резкое силовое воздействие, поэтому не исключено появление сколов. К минусам относится и высокая стоимость такого протезирования зубов.
Из диоксида циркония. Разновидность керамических коронок по всем своим положительным свойствам очень схожа с предыдущим видом. Но главное отличие — это самый современный, эстетичный и надежный материал. Подходит для любого вида протезирования. Служит от 15 до 20 лет.
Из оксида алюминия. Он мало похож на тот материал, из которого изготавливают, например, посуду. Это белая полупрозрачная масса. Такие коронки прочные, выглядят очень эстетично. Это наиболее дорогой вид коронок.

Мостовидное протезирование. Если утрачено несколько соседних зубов, имеет смысл поставить мост. Мост — это конструкция, состоящая из нескольких соединенных вместе коронок. Мосты бывают разных типов:

С опорой на собственные зубы. Эти мосты крепятся на предварительно подготовленные собственные зубы.
С опорой на имплантаты. Если зубы утрачены, врач установит на их месте имплантаты, на которых и будет держаться мост. Эти имплантаты сугубо функциональны (представляют собой металлический штырек), поэтому не стоит их путать с эстетическими имплантатами.
Адгезивная мостовидная конструкция. Мост крепится при помощи тонкой пластинки, наклеенной на опорный зуб. Этот метод не требует обточки соседних зубов, однако конструкция, закрепленная таким способом, не выдерживает сильных нагрузок.

Микропротезирование:

Вкладки. Вкладки восстанавливают поверхность зуба, это хорошая альтернатива пломбам. С их помощью можно восстановить даже практически разрушенный зуб. В отличие от пломб, они незаметны, очень прочны и долговечны, но обойдутся дороже обычной пломбы.
Виниры. Если вкладка — внутренний протез, то винир — наружный. Винир — маленькая накладка, при помощи которой можно восстановить скол или трещину, исправить форму зуба, уменьшить промежуток между зубами.
Люминиры. Люминиром называют тончайшую (не толще контактной линзы) фарфоровую накладку на зуб. Несмотря на это люминиры весьма прочны и могут прослужить до 20-ти лет и даже более. Они маскируют дефекты и неровности, делают зубы ровнее, уменьшают промежутки между зубами. Кроме того, люминиры устанавливают те, кто мечтают о сияющей голливудской улыбке, но не могут добиться такого эффекта отбеливанием (далеко не у всех эмаль от природы белая, она гораздо чаще бывает с желтым или серым подтоном). Достаточно сказать, что большинство звезд шоу-бизнеса используют люминиры. Этот вид протезирования малотравматичен, не требует обточки зуба. Однако цена люминиров высока.
Протезы на микрозамках. В эмаль соседних зубов встраиваются крохотные микрозамки, а вторые части этих замков вставляются в протез. Зубы-опоры не обтачиваются, так что травматичность минимальна.

Съемное протезирование зубов

Такие протезы бывают частично и полностью съемными. Частично съемные можно носить долго, не снимая, они удобны и адаптация к ним проходит быстро. Полностью съемные протезы зачастую используются в случаях, когда своих зубов не осталось вовсе. Их необходимо снимать на ночь.

Акриловые зубные протезы (Acry-Free). Основа такого протеза делается из акрила, который по структуре похож на настоящие десны. Это пластичный материал, не травмирующий слизистую. Однако следует знать, что акрил может вызывать аллергию. К тому же у акрила пористая микроструктура, а это способствует размножению бактерий. Именно поэтому такой протез рекомендуется ополаскивать после каждого приема пищи и ежедневно чистить, как, впрочем, и зубы.
Бюгельное протезирование. Бюгельные зубные протезы состоят из основы (металлической подъязычной или небной дуги), пластмассовой базы и коронок. Чаще всего такие протезы применяются при отсутствии жевательных зубов.

Полностью съемные протезы могут быть:

на присосках. На самом деле никаких присосок в привычном понимании там нет. Съемный протез держится за счет эластичности материала, словно обволакивающего десну;
фиксирующимися с помощью специальных кремов. Однако важно помнить, что качественно сделанный съемный протез прекрасно держится на деснах, и дополнительная фиксация при помощи крема (или так называемого клея) может потребоваться в дальнейшем лишь из-за атрофии гребня и кости, а также вследствие потери стабилизации.

Протезирование зубов при их частичном отсутствии

Если от зуба остался практически один корень, то хорошим выходом будет накладка или коронка. Проблему травмы — трещины или скола — решают также коронки, а кроме того — виниры и люминиры. В случаях, когда утрачен один зуб, врач, вероятнее всего, посоветует имплантат или протез на микрозамках.

Протезирование при отсутствии большого количества зубов или их полном отсутствии

В тех случаях, когда большая часть зубов утрачена, может помочь мост. Но его не рекомендуется ставить для замены более 3-х зубов подряд — нагрузка на опорные зубы будет слишком сильной, и конструкция быстро сломается. Кроме того, такой мост будет доставлять дискомфорт пациенту. Имплантаты являются самым разумным, хотя и довольно-таки дорогим решением проблемы. Но зато, восстановив зубы, которые станут опорой для протеза, вы не столкнетесь с проблемой атрофии костной ткани и необходимостью перебазировки или дополнительной фиксации конструкции, что характерно для съемных протезов.

Сегодня существуют различные способы восстановления зубов при полной потере с опорой на имплантатах. Экономичный вариант — условно съемный протез на 4–6 имплантатах (например, по технологии Quattro Ti). Такая конструкция прослужит долго, будет равномерно распределять нагрузку, протез не нужно будет снимать каждый день, его можно будет чистить прямо во рту. Однако хотя бы раз в неделю его все же придется «отстегивать» (протез крепится на замках или балке) и проводить «генеральную чистку». Что же касается возможности «восстановить зубы навсегда», то тогда ваш вариант — несъемный зубной мост с опорой на 8–12 имплантатах (так называемый бюгель). Сегодня для случаев полного отсутствия зубов стоматологи все чаще делают выбор в пользу имплантации с немедленной нагрузкой протезом. Такой подход позволят пациенту в короткие сроки восстановить функциональность и облегчает стоматологу процесс протезирования.

Но бывают ситуации, когда имплантация по состоянию здоровья противопоказана, в этих случаях оптимальным вариантом могут стать съемные или частично съемные зубные протезы, особенно если зубов почти не осталось. Отметим, что протезы Acry-Free и Quattro Ti — недорогие, удобные, но не самые прочные варианты, а бюгельные конструкции — исключительно надежны, но имеют высокую цену.

Выбор типа протезирования — это работа стоматолога, а не пациента, и заочно советовать что-то очень сложно. Подходящий тип протезирования зубов выбирают исходя из многих факторов: здоровья и возраста пациента, степени сохранности зубов, индивидуальных особенностей, материальных возможностей и образа жизни. Но точно можно сказать одно — современные техники протезирования зубов способны решить любую проблему.

Вся информация, касающаяся медицины и здоровья, приведена исключительно в ознакомительных целях и не является поводом для самодиагностики и самолечения.

Виды протезирования при полном отсутствии зубов, цена, плюсы и минусы,

26 Март 2018

Содержимое

Дентальная имплантация при адентии
Установка зубных имплантов
Виды фиксации
Съемные протезы при адентии
Сравнительные характеристики протезов

Люди пожилого возраста часто сталкиваются с адентией – полной или частичной.

Самым комфортным, эстетичным и долговечным методом является имплантация.

Использование дентальной имплантации при полной адентии

Показание для имплантации – атрофия альвеолярного отростка, когда съемный протез не может использоваться.

Противопоказания:

Тяжелые заболевания, так как у организма недостаточно ресурсов для приживления импланта;
Пародонтит в тяжелой форме;
Болезни слизистой рта.

Пациента направляют на консультацию к хирургу, чтобы провести дополнительные исследования:

Определить характеристики альвеолярного отростка;
Измерить расстояние от края импланта до верхнечелюстной пазухи.

Установка имплантов

При полном отсутствии зубов можно использовать три вида протезов, опирающихся на импланты:

Несъемные зубные одиночные коронки или мостовидные конструкции;
Условно-съемные, установленные на 4-6 имплантов;
Съемные: каркасного или бескаркасного типа.

Варианты фиксации

Можно использовать:

Телескопическую систему, устанавливаемую на 2-8 имплантов;
Замковые соединения с лабильными аттачменами;
Одиночные импланты с шаровидными аттачменами (2-4 шт.).

Мостовидный протез может опираться на 10-12 коронок (можно укорачивать зубной ряд). Время на приживление импланта, когда можно использовать его в качестве опоры для коронки, составляет от 3 до 6 месяцев. Остеоинтеграция определяется по результатам рентгена.

В периоде адаптации требуется особо тщательный уход за ротовой полостью.

Как проводится протезирование:

Устанавливают формователь десны.
Изготавливается слепок челюсти.
Выполняются зубные протезы из металлокерамики, безметалловой керамики или композитных материалов.
Несъемный протез устанавливают на абатменты при помощи винтов или цемента.
Пробная фиксация делается на временный цемент, который по прошествии 1-2 месяцев заменяется постоянным.
Обязательное условие эффективного протезирования – доступность гигиенических процедур.
Контроль — через месяц. В дальнейшем — дважды в год.

Съемные протезы при полной адентии

Это самый экономный вариант протезирования, а при наличии противопоказаний к проведению операции – единственная возможность избавиться от беззубости.

Фиксируются конструкции только на деснах, за счет плотного прижатия.

Варианты съемных протезов:

Акриловые;
Полиуретановые;
Нейлоновые.

Полные протезы имеют следующие преимущества:

Невысокая цена;
Не проводится операционное вмешательство;
Замена и ремонт проводятся легко.

Минусы:

Возможны аллергические проявления;
Недостаточно прочная фиксация;
Невозможность постоянного ношения.

Порядок изготовления:

Выполняются оттиски и слепки нижней и верхней челюсти;
Определяется их соотношение;
Изготавливается протез;
Конструкция подгоняется на примерке;
Проводится инструктаж по ношению и уходу.

При затруднениях в процессе привыкания возможно использования мягкой подкладки:

При болевом синдроме;
При недостаточном подслизистом слое;
При острых выступах кости.

Для верхней челюсти используется конструкция из пластмассы, по цвету напоминающая десны, основание которой закрывает небо. Форма протеза на нижнюю челюсть напоминает подкову.

Протез изготавливается по слепку зубов в стоматологической лаборатории. Врач поможет определиться с типом протеза, который подойдет пациенту.

Требуется время, чтобы привыкнуть к ним.

Временные полносъемные протезы устанавливаются непосредственно после удаления оставшихся зубов. Снимают мерки и изготавливают модель заранее. Достоинство временных конструкций в том, что пациент не остаётся без зубов.

По истечении нескольких месяцев после протезирования проводится доработка, так как форма кости в процессе заживления изменяется. В результате протез плохо фиксируется.

Сравнительные характеристики

Пластинчатый протез при полном отсутствии зубов – самый дешевый вариант, прилегает некачественно, отличается массивностью, натирает десну. Протез из мягкой пластмассы удерживается за счет эластичности материала. Со временем растягивается и надежность фиксирования снижается, требуется использование стоматологического клея. Акриловые конструкции нового поколения более всех других вариантов соответствуют современным требованием.

При восстановлении всех зубов на первый план выходит комфортность и надежная фиксация съемных устройств. Нейлоновые протезы сегодня уступают конструкциям из эластичных и мягких пластмасс, так как повышенная эластичность приводит к сильному растягиванию конструкции и недостаточному прилеганию. В результате приходится часто прибегать к корректировке. Во время еды человек чувствует болезненность, объем альвеолярного гребня сокращается, активно идет процесс атрофии кости.

Более естественно выглядят конструкции нового поколения, где десны выполнены из прозрачных материалов (акрил с добавлением алмазной крошки, полимер на основе акриловых смол). Умеренная эластичность обеспечивает плотное прилегание к деснам без излишнего растягивания. Поэтому протезы надежно удерживаются весь период эксплуатации.

Комфорт и мягкость делает период привыкания самым коротким – достаточно бывает нескольких дней.

Виды протезирования зубов у детей

Мы живем в такое время, когда отсутствие или повреждение отдельных зубов или целой части зубного ряда, как у взрослых, так и детей, не является приговором. Избежать дискомфорта, нарушений в функциях зубочелюстной системы, неуверенности в себе и особенного отношения окружающих в случае дефектов во рту помогут современные виды протезирования зубов, вовремя обратившись за помощью к стоматологу-ортопеду. Протезы позволяют точно подобрать форму и цвет искусственных зубов, практически неотличимых от естественных, компьютерное моделирование дает возможность создать новые зубы с ювелирной точностью. То есть, практически решить все стоматологические проблемы.

Есть только один существенный недостаток протезирования зубов – цены. Практически все виды протезов на зубы – дорогостоящее лечение. Но, с другой стороны – оно стоит того, тем более, что красивая и качественная улыбка – это статусный признак, свидетельствующий о том, что у человека все в жизни хорошо. Поэтому, большинство современных людей все серьезнее относятся к здоровью своих зубов, осуществляют правильный уход, вовремя лечат. Ну, а если возникает необходимость – заказывают протезы.

Виды протезирования зубов

Виды протезирования зубов существуют такие:

несъемные протезы;
съемные протезы.

Каждый вид, который мы опишем, имеет как положительные качества, так и некоторые недостатки. Нельзя выбирать себе вид протезирования самостоятельно, начитавшись статей в Интернете. А ведь есть случаи, когда пациент приходит и требует поставить ему, например, бюгельные протезы и никакие другие, потому что он прочитал об их преимуществах. А ведь в выборе вида протезирования стоматолог учитывает множество факторов, о которых обычный человек и не подозревает. Поэтому решать в каждом конкретном случае, какие виды протезов подходят – будет врач, а уж пациент – выбирать из предложенных вариантов по цене и другим характеристикам.

Мы предоставляем все применяемые протезирование зубов и краткое их описание.

Несъемные полукоронки. Изготовляются в индивидуальном порядке и замещают утраченную часть зуба, которую невозможно восстановить пломбированием или наращиванием. Недостатков практически нет. Плюсы – на остаток зуба одевается коронка, неотличимая от родных зубов человека.

Виниры – тонкие пластины (чаще керамические), которые плотно прикрепляются к фасадам зубов и закрывают неприятные косметические дефекты. Отличное решение эстетических задач, но доверять этот тонкий вид протезирования стоит только квалифицированному доктору с опытом, к тому же – с хорошим вкусом. Потому что, снимать неудачные виниры – проблематично, неприятно и травматично.

Металлокерамические коронки. Изготавливается одна коронка на отдельный разрушенный зуб или индивидуальный ряд коронок с промежутками, для установки которых обтачиваются соседние зубы, на которые плотно насаживаются коронки. Раньше это был главный метод протезирования, а сейчас он уступает более современным способам, которые не требуют обточки. Недостатки – обточенные зубы могут разрушаться при некачественной работе, и приходится срывать коронки. Кроме того, тоже при неквалифицированной работе протезиста, иногда у основания протеза видно черную полоску основы протеза.

Штифтовые зубы. Если корень зуба сохранился, то в него внедряется штифт, закрепляется специальным цементом, и на него одевается коронка. Хороший способ закрыть отсутствие коронки зуба. Минусы – корень может разрушиться, штифт шатается, зуб теряет свои свойства.

Имплантанты рекомендовано применять в случае полного отсутствия зуба или нескольких. В челюсть внедряется искусственный имплантат – металлический (титановый) стержень, на который насаживается искусственная (металлокерамическая или керамическая) коронка. Вид у таких протезов очень естественный, а из минусов – только высокая стоимость.

Мостовые несъемные протезы. Это, по сути, ряд коронок, соединенных между собой и устанавливаемых на разрушенные зубы. Сегодня применяется несколько способов закрепления мостов, наиболее популярный – с обтачиванием и приклеиванием на здоровые опорные зубы, мосты на имплантантах, адгезивные – крепление клеем на заднюю поверхность здоровых зубов, мосты с замковыми креплениями. Плюсы – один из самых дешевых видов стоматологического протезирования. Минусы – обточка здоровых зубов, а также небольшой срок службы протезов: металлопластмассовых – 3-4 года, адгезивных – 5 лет, металлокерамических – до 10 лет. Правда, мосты последнего поколения – из оксидов циркония или алюминия служат больше 15 лет, но и цена их выше.

Разновидности съемных протезов

Съемных протезов существует много разновидностей.

Частично съемные протезы изготовляются из пластмассы, только кламмеры (крючки) у них металлические. Могут заменить как один зуб, так несколько. Плюсы – легкий, недорогой, можно чистить. Минусы – ограниченный срок службы, опирается на десну, занимает место во рту и восстанавливает функции жевания только на 30-50%. Кроме того, ухудшает гигиену полости рта и при длительной эксплуатации может разрушать собственные зубы пациента.
Полностью съемные протезы – удерживаются во рту способом присасывания к анатомическим выпуклостям десен. Плюс – очень хороший вид, минус – очень плохая фиксация на нижней челюсти.
Бюгельные протезы – съемные протезы, которые крепятся не только к челюсти, но и к собственным зубам. Плюсы – восстановление жевательной функции на 70-80%, аккуратный вид, большой срок службы, занимают меньшее место во рту и равномерно распределяют жевательную нагрузку на искусственные и здоровые зубы. Минус – необходимость периодически снимать (а значит, расстегивать жесткие металлические замки) и чистить протезы.
Одной из разновидностей бюгельных являются протезы на телескопических коронках. Одна часть их прочно прикреплена к остатку зуба, а сверху надевается сама коронка. Дорогой и малопопулярный метод протезирования.
Протезы на имплантантах – одиночные или целые мосты. Один из лучших вариантов. Можно снимать, когда надо. Минусы – хирургический способ установки искусственных корней, длительный срок установки, высокая стоимость.
Нейлоновые протезы – идеальный вариант, в том числе и для детей – никакого обтачивания, идеальная биосовместимость, нет металлических частей, гибкие, прочные, эластичные (что очень хорошо для растущих челюстей), легкие и не травматичные. Невидимые! Минусов практически нет. Высокая стоимость полностью окупается теми положительными качествами, которые предоставляют нейлоновые протезы.

Виды протезирования зубов. Стоматология ТриДента

Протезирование зубов на данный момент является одним из весьма востребованных видов стоматологических услуг, так как имеет для пациента большое значение (с точки зрения эстетики в том числе). Клиника «Три Дентал» в Москве предлагает разные виды протезирования зубов с использованием лучших материалов и новых технологий по доступным ценам. Подбор того или иного вида протезирования зубов проводится индивидуально, исходя из того, какой вид протезов лучше подойдет конкретному пациенту по конструкции и по цене.

На данный момент принято выделять следующие основные типы протезирования зубов:

Несъемное протезирование: рекомендуется, когда протезированию подлежат один или несколько зубов, может быть выполнено в виде коронки (керамической, металлокерамической, из сплава и др.) или моста. В последнем случае необходимо, чтобы здоровыми были два соседних зуба, на которых будет держаться мост.
Съемное протезирование: чаще всего используется при необходимости полного протезирования зубов, цена такого вида протезирования чаще всего весьма приемлемая, но сами по себе съемные протезы не всегда удобны при ношении. Они могут быть неплотно закреплены во рту и занимать там много места. Исключением можно считать бюгельное протезирование зубов, которое относится к новому виду протезирования, что определяет его цену, однако его плюс в том, что оно надежно и позволяет восстановить значительно разрушенный зубной ряд. Также протезы могут быть выполнены из акрила или нейлона (последние более гипоаллергенны).
Имплантационное протезирование: стоимость такого вида протезов самая высокая, но они относятся к разряду самых надежных, ведь предполагают вживление штифта непосредственно в челюстную кость пациента (возможно использовать для восстановления одного зуба или, при необходимости, полного протезирования зубов).

Позвоните нам: 8 (495) 543 50 52 или 8 (926)100-10-10

В клинике «Три Дентал» в Москве перед началом протезирования зубов (полного и неполного) пациенты проходят обследование, которое позволяет установить, какой вид протезов по конструкции, материалам и цене лучше всего подойдет конкретному клиенту. Для работы наши высококвалифицированные специалисты используют надежное оборудование и материалы, которые позволяют увеличить срок службы протезов. Стоимость работы по изготовлению конкретного вида протеза, а также непосредственно процесса протезирования зубов рассчитывается индивидуально.

Современные виды протезирования зубов имеют свои плюсы и минусы, и их стоит рассмотреть более подробно.

Какие бывают виды материалов для протезирования зубов в стоматологии

Даже зная, какие виды протезирования зубов существуют, многие пациенты колеблются с выбором.

В Москве все виды протезирования зубов, вне зависимости от сложности и цен, пользуются спросом и получают хорошие отзывы. И для каждого из них нужны определенные изделия и материалы.

Несъемные протезы

Существует несколько видов несъемного протезирования зубов, различающихся по цене и сложности. Но в любом случае снять протез без помощи стоматолога не получится. Поэтому выбирать несъемный протез необходимо тщательно.

В этой категории востребованы самые современные виды протезирования зубов, для которых используются следующие виды изделий:

Коронки, которые воссоздают форму и функции зубов, – изготавливаются из разных материалов (металл, керамика, оксид циркония и т.д.), и это главным образом формирует их стоимость.
Мосты из нескольких соединенных между собой коронок – для опоры используются здоровые зубы, что позволяет сократить количество травмирующих процедур для пациента.
Вкладки – недорогие микропротезы, восстанавливающие форму и цвет зубов.
Виниры – крепятся на передних зубах, восстанавливают их функции и форму, улучшают внешний вид.

Для несъемного протезирования необходима обточка зубов, которые будут удерживать на себе протезы. С современным оборудованием эта процедура стала безболезненной и быстрой.

При несъемном протезировании зубов используются все виды коронок и мостов, что позволяет подобрать индивидуальное решение для каждого пациента на 7–20 лет вперед.

По стоимости и надежности эта технология – оптимальный компромисс между имплантацией и съемным протезом.

Съемные протезы

Потеря значительного количества зубов негативно влияет на качество жизни человека. В этом случае важно найти доступный и быстрый способ восстановления зубных рядов.

Полное протезирование зубов обходится недорого, если использовать съемный протез – этот вид изделий изготавливается из акрила или другого биосовместимого материала и представляет собой дугу, на которой закреплены искусственные зубы.

Для частичного протезирования зубов используются легкие и практичные виды протезов с металлическими крючками, которые крепятся на здоровых зубах. Это гарантирует надежную фиксацию протеза в ротовой полости, в то время как полный съемный протез может недостаточно надежно держаться на нижней челюсти.

Помимо доступной стоимости, съемные протезы обладают другими преимуществами:

полная атравматичность;
самый быстрый в установке протез;
индивидуальное изготовление изделия.

Нельзя назвать этот вид протезирования зубов новым, но за десятки лет он претерпел значительные изменения. С помощью съемных протезов удается полностью восстановить зубной ряд в самых сложных случаях.

Служат съемные протезы больше 10 лет при надлежащем уходе и при условии применения качественных материалов.

Импланты

Одним из самых эффективных и лучших видов протезирования зубов является имплантация.

Протезирование зубов имплантами возможно в двух основных видах: несъемном и съемном.

Первым способом можно восстановить небольшое количество зубов: установить металлический имплант, а на него – коронку. Второй способ используется для восстановления всего зубного ряда – несколько имплантов нужны для надежного крепления съемного протеза.

Это оптимальный вид протезирования зубов и на верхней, и на нижней челюсти, если зубы полностью отсутствуют. В этом случае съемный протез гарантированно не будет соскакивать и создавать неудобные ситуации.

Установка имплантов требует хирургического вмешательства, поэтому из-за противопоказаний доступна не всем пациентам. Также необходимо время для приживления импланта. Но именно с помощью имплантации можно восстановить функции зубных рядов полностью и надолго.

Как подбираются зубные протезы

При выборе вида протезирования зубов необходимо учитывать не только цены и отзывы, но и индивидуальные особенности человека. Обязательно берутся во внимание следующие моменты:

возраст и противопоказания к хирургическим манипуляциям;
сроки, в течение которых необходимо восстановить зубы;
количество отсутствующих зубов и состояние костной ткани челюсти.

Более точную информацию даст обследование и консультация стоматолога. В стоматологии «Три Дентал» в Москве найдется оптимальное решение для каждого пациента, желающего восстановить зубы при помощи протезирования, – мы не зря входим в топ лучших стоматологических клиник России.

Все виды протезов изготавливаются из качественных материалов индивидуально, поэтому вы непременно вернете себе комфорт и красивую улыбку. Будем рады помочь!

Часто задаваемые вопросы о протезах для новых пациентов с ампутированными конечностями

Последнее обновление 01/2021

Независимо от того, начинаете ли вы процесс получения вашего первого протеза или замены предыдущего устройства, этот процесс может быть захватывающим, но также пугающим или разочаровывающим. Независимо от того, где вы находитесь в своем путешествии, это будет еще один шаг к открытию вашего нового нормального состояния после потери конечности или разницы в конечностях. Важно принять взвешенное решение о том, будет ли протез (или какой вид протеза) правильным выбором для вас. Ниже мы ответили на некоторые распространенные вопросы, которые могут у вас возникнуть.

Зачем мне протез?

Протез — это просто инструмент. Это искусственная замена отсутствующей конечности или части конечности, которая может помочь вам восстановить независимость после ампутации или если вы живете с потерей конечности. Выбор использования (или не использования) протеза зависит от ваших личных целей. Лучший протез — это тот, который поможет вам достичь ваших целей и жить той жизнью, которой вы хотели бы жить. Вот несколько важных вопросов, которые следует задать себе:

Что вы хотите делать с протезом?
Какие мероприятия вы планируете делать?
Вы хотите идти или бежать?
Вас волнует, как он выглядит?

Нет лучшего устройства для всех. Ключом к успеху является работа с вашим врачом, протезистом и реабилитационной командой для решения ваших потребностей и проблем. Ваш протезист будет работать с вами над дизайном и подгонкой. Ваши физиотерапевты и эрготерапевты будут работать с вами, чтобы научить вас использовать ваш новый протез в полной мере и помочь вам в достижении ваших целей.

Как вообще работает протез? Как выглядит протез?

Протез — это, по сути, продолжение вашего тела. Индивидуальные протезы будут различаться в зависимости от уровня ампутации, физических возможностей человека, его личных целей и потребностей. Ваш протезист несет ответственность за предоставление рекомендаций по дизайну и создание устройства, изготовленного по индивидуальному заказу в соответствии с вашей конечностью и вашим образом жизни.

Основные компоненты стандартного протеза верхней конечности аналогичны компонентам протеза нижней конечности (гнезда, пилоны и т. д.). В то время как протез нижней конечности включает в себя ступню с упором на передвижение (ходьбу), протез верхней конечности будет иметь «терминальное устройство», такое как крюк, рука или специальный инструмент, с акцентом на функциональное улучшение.

Гнездо — это вместилище, в которое поместится ваша культя. Обычно прокладка или носки — или их комбинация — сначала накладываются на культю, а затем на гильзу. Вкладыши надеваются на культю и создают барьер между кожей и лункой. Поверх вкладыша можно надевать носки различной толщины, или «складки», чтобы гнездо плотно прилегало к суставу, поскольку объем вашей конечности может меняться в течение дня или с течением времени. Подкладка обеспечивает амортизацию и комфорт, обеспечивая лучшую посадку для гнезда. Очень важно, чтобы розетка подходила правильно. Плохо подогнанная головка может вызвать боль, язвы или волдыри на культе. Протез также должен быть подвешен или удерживаться на конечности с помощью некоторых средств, таких как подвесная втулка или стопорный штифт, прикрепленный к вкладышу и входящий в фиксирующий механизм. Другие варианты подвески включают всасывание или вакуум, а также манжеты или ремни. Некоторые гнёзда удерживаются за анатомические структуры, например, за расширение бедренной кости выше колена. Ваш протезист сможет обсудить с вами множество вариантов гильз и подвесок и поможет вам понять плюсы и минусы каждого из них.0035 .

Протез может выглядеть так, как вам хочется. Обязательно обсудите то, что вы имеете в виду, со своим протезистом, потому что у каждого варианта есть плюсы и минусы, которые могут повлиять на вес, простоту очистки и обслуживания, а также долговечность готового протеза. От «непокрытого» вида механических частей до косметического покрытия, похожего на естественную конечность, у вас есть множество вариантов. Если вы хотите заявить о себе в моде, вы можете покрыть свою розетку логотипом вашей любимой команды или дополнить ее аксессуарами вашего любимого цвета или рисунка. Протез — это продолжение вас и вашего стиля — носите его с гордостью!

Технологии и инновационные подходы к протезированию продолжают предоставлять все больше и больше лучших вариантов ухода. Предоставление протеза представляет собой кульминацию оценки, оценки, проектирования, изготовления, примерки, обучения и последующего наблюдения, что в конечном итоге приводит к индивидуальному устройству. Эта профессия является клинической и ориентированной на оказание услуг, поэтому важно, чтобы вы работали с протезистом, который прислушивается к вашим потребностям и целям и к которому у вас будет относительно легкий доступ для регулировки и технического обслуживания с течением времени. Благодаря достижениям в технологиях, материалах и компонентах, таких как колени с микропроцессором и продвинутые стопы, руки с несколькими схемами захвата и остеоинтеграция, продолжают разрабатываться новые возможности, чтобы помочь людям с потерей конечности или разницей в конечностях жить той жизнью, которой они больше всего хотят жить.

Нужно ли мне пользоваться инвалидной коляской или костылями?

Некоторые люди считают, что инвалидное кресло или костыли помогают в достижении их целей. Тип вспомогательного устройства, которое вы используете, является вашим выбором. У многих людей с потерей конечностей и разницей в конечностях есть инвалидная коляска или пара костылей, которыми они пользуются хотя бы часть времени. Они могут использовать их для ночных походов в туалет, принятия душа, поездок на большие расстояния или при возникновении проблем, требующих снятия протеза на некоторое время. Инвалидная коляска может продолжать использоваться для физических упражнений и занятий спортом. Костыли могут помочь предотвратить износ остаточной конечности при таких действиях, как длительные прогулки или походы, и могут помочь вам передвигаться, если вы иногда не можете или не хотите использовать свой протез. Использование вспомогательного устройства — это индивидуальное решение, основанное на ваших потребностях и уровне комфорта. Найдите Департамент вспомогательных технологий вашего штата в Community Connections.

Сколько будет стоить протез и как я могу его оплатить?

Стоимость протеза может варьироваться в широких пределах и зависит от уровня ампутации и типа устройства, которое лучше всего подходит для вас и ваших индивидуальных потребностей. Как правило, ваше протезное устройство будет частично покрываться вашим планом страхования. Некоторые страховые планы могут даже покрывать полную стоимость устройства. Вам нужно будет тесно сотрудничать со своей страховой компанией, чтобы понять, какие типы устройств и услуг будут покрываться вашим полисом. Будьте готовы сделать несколько телефонных звонков, предоставить документы и быть вашим собственным адвокатом в вашей страховой компании. Вам следует проверить, включает ли ваш полис покрытие протеза, и узнать об ограничениях и исключениях в вашем полисе. Важно знать, что работа с вашим протезистом по подгонке и выравниванию вашего протеза должна быть включена в общую стоимость вашего устройства. Ваш протезист должен продолжать работать с вами, пока вы не достигнете удобной посадки и выравнивания.

Коалиция лиц с ампутированными конечностями разработала руководство по страховому покрытию и возмещению расходов , чтобы помочь вам разобраться в распространенных вопросах страхования. Свяжитесь с Национальным ресурсным центром Коалиции ампутантов по телефону 888-267-5669, вариант 1, чтобы запросить бесплатную копию. Если вам нужна помощь для оплаты протеза, вы можете найти различные возможности финансирования, прочитав информационный бюллетень «Финансовая помощь для протезных услуг, медицинского оборудования длительного пользования и других вспомогательных устройств».

Что такое уровень K?

Уровень K — это шкала, используемая Medicare для оценки вашего реабилитационного потенциала. Многие частные страховые компании следуют примеру Medicare, чтобы установить правила покрытия. Уровень K — это оценка от 0 до 4, которая используется для прогнозирования вашего потенциального успеха с протезом. Это может измениться со временем, когда вы улучшите свои навыки ношения и использования протеза. Уровень K важен, потому что он используется вашей страховой компанией, чтобы выяснить, какой тип протеза и конкретных компонентов, таких как колено и стопа, они покроют для вас. Страховые компании хотят знать, что протез, который вы получите, будет подходящим и функциональным. Потенциальная функция вашего протеза определяется вашими возможностями и целями до и после ампутации, чтобы создать полную картину ваших функциональных возможностей и любых ограничений, с которыми вы можете столкнуться в обычный день. Ваш врач завершит оценку ваших физических и когнитивных способностей, чтобы определить уровень К. Различные уровни K:

K0 Уровень: Не имеет возможности или потенциала безопасно передвигаться или перемещаться с посторонней помощью или без нее. Протез не улучшает качество жизни или подвижность.
K1 Уровень: Имеет возможность или возможность использовать протез для перемещения или передвижения по ровным поверхностям с фиксированной скоростью ходьбы. Типичный ограниченный и неограниченный домашний амбулатор.
K2 Уровень: Обладает способностью или потенциалом для передвижения с возможностью пересечения низкоуровневых барьеров окружающей среды, таких как бордюры, лестницы или неровные поверхности. Типичный амбулатор ограниченного сообщества.
K3 Уровень: Обладает способностью или потенциалом для передвижения с переменным шагом. Типичный амбулатор, который может преодолевать большинство препятствий окружающей среды и может заниматься профессиональной, терапевтической или физической деятельностью, требующей использования протезов помимо простого передвижения.
K4 Уровень: Обладает способностью или потенциалом для передвижения на протезе, который превосходит базовые навыки передвижения, демонстрируя высокий уровень воздействия, стресса или энергии. Типичные требования к протезам ребенка, активного взрослого или спортсмена.

Как выбрать протезиста?

Отношения между человеком с потерей или разницей конечностей и его протезистом уникальны и крайне важны. Многие люди с потерей конечностей связаны со своим протезистом на протяжении всей жизни. Это делает выбор протезиста очень важным решением. Вам могут порекомендовать протезиста, но решение, в конечном счете, остается за вами. Убедитесь, что ваш протезист является профессиональным, знающим, надежным, лицензированным (если в вашем штате есть лицензия), сертифицированным на национальном уровне и признан поставщиком вашей конкретной страховой компанией. Дополнительную информацию о выборе протезиста можно найти в брошюре, выпущенной Коалицией ампутантов и Американской академией ортопедов и протезистов: Пациент и протезист: работая вместе для достижения успешного результата, или в информационном бюллетене «Поиск сертифицированного протезиста».

Чтобы найти ближайшего к вам протезиста, посетите Поиск протезистов.

Когда я получу протез?

Сроки зависят от того, насколько быстро остаточная конечность полностью заживет после операции. Некоторые люди получают временный протез сразу после ампутации или в течение двух-трех недель после операции. Обычно примерку протеза начинают через два-шесть месяцев после операции, после полного заживления хирургического разреза, уменьшения отека и улучшения физического состояния. Однако процесс реабилитации должен начинаться вскоре после операции с физиотерапии и/или трудотерапии, обучения подвижности с помощью инвалидной коляски, ходунков или костылей, а также упражнений и растяжек, чтобы избежать контрактур, чтобы поддерживать максимальную подвижность и подготовить вас к ношению. и используя свой протез.

Когда я получу протез, как скоро я смогу вернуться к тому, что делал до ампутации?

Ваше новое нормальное состояние будет зависеть от типа перенесенной(ых) ампутации (ампутаций), вашего процесса реабилитации, а также вашего общего состояния здоровья и самочувствия. Ваш протез станет инструментом, который поможет вам делать то, что вы делали раньше, а также то, чем вы хотите заниматься сейчас. Насколько хорошо вы справитесь, будет зависеть от ваших целей, правильной и удобной примерки протеза, последующего ухода и решимости. Первый год после ампутации может быть трудной адаптацией. Будут изменены форма и размер остаточной конечности. Вы и ваша команда проделаете большую работу, чтобы восстановить мышцы. Вашему телу нужно будет заново научиться действиям, походке, балансу и координации. Вам также необходимо научиться доверять своему протезу.

Со временем и усилиями вы будете совершенствоваться. В этом путешествии важно иметь сильную сеть поддержки вокруг вас. Программы поддержки сверстников Коалиции ампутантов — отличный ресурс, который поможет вам заручиться поддержкой других людей, переживших потерю конечности или разницу в конечностях. Наша команда коллегиальной поддержки может связать вас с группой поддержки онлайн или в вашем регионе, а также связать вас с сертифицированным коллегой-посетителем, который может предложить вам поддержку и информацию со своей точки зрения. Для получения дополнительной информации о том, как связаться с другими людьми в сообществе людей, потерявших конечности, посетите страницу «Как найти поддержку».

Что делать, если протез не подходит правильно?

Процесс подбора протеза будет включать в себя несколько посещений для создания устройства, которое соответствует вам и вашим потребностям. Некоторые ампутации могут быть более сложными для правильной подгонки и могут потребовать нескольких примерок. Помните, что ваш протезист не восстанавливает вашу конечность, а заменяет ее протезом. Даже при правильной подгонке требуется некоторое время, чтобы привыкнуть к ощущению переноса веса на культю. Хотя можно ожидать некоторый начальный дискомфорт, когда вы привыкаете к протезу, боль не является ожидаемой частью процесса. Если вы испытываете боль, постарайтесь как можно конкретнее описать, что вы чувствуете и где вы чувствуете, своему протезисту, чтобы он мог решить эту проблему. Последующие визиты к протезисту могут быть такими же важными, как и первоначальная примерка. По мере того, как ваша остаточная конечность изменяется и продолжает заживать, вам нужно будет делать последующие визиты для постоянной оценки вашего прогресса и возможных корректировок. Сообщите своему протезисту, если протез доставляет вам дискомфорт, чтобы ваша бригада протезистов могла уменьшить давление в зонах, отрегулировать выравнивание или решить проблемы, с которыми вы столкнулись. Чем удобнее посадка, тем больше вероятность того, что вы будете пользоваться протезом. Честно поговорите со своим протезистом о своих потребностях и целях. Обсудите, что вы хотите и должны сделать в своей жизни после операции.

Как долго прослужит мой протез?

В зависимости от вашего возраста, уровня активности и роста протез может служить от нескольких месяцев до нескольких лет. На ранних стадиях после потери конечности в культе происходят многочисленные изменения, которые могут привести к укорочению конечности. Это может потребовать смены сокета, новых вкладышей или даже другого устройства. Повышенный уровень активности и желание выполнять больше действий могут создать потребность в смене протеза или его частей. После того, как вы освоитесь с подгонкой устройства, протезу потребуется лишь незначительный ремонт или техническое обслуживание. Тем не менее, ваш протез должен регулярно проверяться вашим протезистом, чтобы избежать каких-либо серьезных проблем.

Сложно ли научиться пользоваться протезом?

Обучение использованию протеза может быть сложной задачей. Это требует времени, усилий, сил, терпения и решимости. Ваш протезист должен обучить вас использованию вашего нового протеза. Многие люди также находят полезным работать с физиотерапевтом или эрготерапевтом, который знаком с работой с людьми с потерей конечностей и разницей в конечностях. Это особенно актуально для вашего первого протеза или после серьезной замены компонентов. Так же, как научиться управлять автомобилем, вначале нужно многому научиться. Это должно стать второй натурой с практикой.

Ваш протезист должен научить вас:

Ухаживать за протезом;
Надеть (надеть) и снять (снять) протез; и
Ходить по разным типам поверхностей, включая лестницы и неровные поверхности.

Физиотерапевт или эрготерапевт может научить вас:

Безопасно вести себя в чрезвычайных ситуациях, включая падение и вставание;
Выполнение повседневных дел дома, на работе и в машине;
Улучшите походку, чтобы лучше ходить; и
Попробуйте новые вещи, в которых вы, возможно, не уверены, включая спорт и другие развлекательные мероприятия.

Что я могу сделать, чтобы подготовиться к протезированию?

Вы можете и должны сделать многое, чтобы иметь возможность пользоваться протезом, начиная со следующих основных приоритетов:

Проработайте чувства и эмоции, которые вы испытываете, и решите, как относиться к своей жизни после ампутации. Помните, что все по-разному реагируют на потерю конечности или рождение с разницей конечностей. Не бойтесь посещать сверстников с ампутированными конечностями, посещать группу поддержки ампутантов или работать с консультантом или психологом, поскольку все это нормальные способы справиться с такими серьезными изменениями в жизни.
Упражнение для развития мышц, необходимых для равновесия и передвижения.
Подготовьте и позаботьтесь об культе, чтобы она приобрела правильную и здоровую форму.
Научитесь правильному расположению тела, растяжке и силовым упражнениям для поддержания мышечного тонуса и предотвращения контрактур.

После того, как мне установили протез и я чувствую себя комфортно, что происходит дальше?

Последующие визиты к протезисту должны стать частью вашей жизни. Любые изменения в вашей культе, такие как отек или сморщивание, или значительное изменение веса вашего тела, могут потребовать последующего наблюдения у вашего протезиста, чтобы отрегулировать посадку вашей гильзы. Протезы, как и автомобили, нуждаются в регулярном обслуживании и ремонте, чтобы продолжать работать. Небольшие корректировки могут иметь большое значение. Правильная установка гнезда и хорошее выравнивание гарантируют, что протез будет работать на вас. Это также может помочь предотвратить некоторые вторичные состояния, которые могут возникнуть у людей, такие как повреждение кожи или смещение походки.

Может ли протез сломаться?

Да, могут случиться вещи, которые потребуют ремонта или замены. Полезно знать о гарантиях и о том, чего ожидать от своего протезиста. Немедленно решайте мелкие проблемы — нет смысла ждать! Ожидание может привести к более сложному ремонту или даже серьезному повреждению кожи. Вы можете нанести вред не только культе, но и другим частям тела. Нагрузка на другие мышцы, такие как спина и плечи, повлияет на вашу осанку и производительность устройства, а также увеличит количество энергии, необходимой для его использования.

Было бы полезно поговорить с другими людьми, пользующимися протезами?

Разговоры и встречи с другими людьми в сообществе людей, страдающих от потери конечностей и различий конечностей, очень полезны. Коалиция ампутантов может связать вас различными способами с другими людьми, которые пережили потерю конечности или разницу в конечностях и решили использовать или не использовать протез. Посетите страницу «Как найти поддержку», чтобы узнать о различных способах, с помощью которых вы можете связаться с другими людьми с потерей конечностей и различиями в конечностях как на местном уровне, так и по всей стране.

За дополнительной информацией, полезными инструментами и ресурсами обращайтесь в Национальный информационный центр по вопросам потери конечностей по телефону 888-267-5669, вариант 1, или заполните нашу форму «Запросите информацию и направление к специалисту».

Дополнительные материалы

Серия видеороликов о реабилитации ампутантов
Связи с сообществом
Поиск сертифицированного протезиста

Коалиция ампутантов не намерена предоставлять конкретные медицинские или юридические консультации, а скорее предоставлять потребителям информацию, чтобы лучше понять их здоровье и проблемы со здоровьем. Коалиция ампутантов не поддерживает какое-либо конкретное лечение, технологию, компанию, услугу или устройство. Потребителям настоятельно рекомендуется проконсультироваться со своими поставщиками медицинских услуг для получения конкретных медицинских рекомендаций или перед принятием каких-либо решений о покупке, связанных с их уходом.

Этот проект был частично поддержан грантом № 90LLRC0001-04-00, предоставленным Администрацией общественной жизни Министерства здравоохранения и социальных служб США, Вашингтон, округ Колумбия, 20201. свободно выражать свои выводы и заключения. Таким образом, точки зрения или мнения не обязательно отражают официальную политику Администрации общественной жизни.

© Коалиция инвалидов. Местное воспроизведение для использования участниками Amputee Coalition разрешено, если включена эта информация об авторских правах. Организации или частные лица, желающие перепечатать эту статью в других публикациях, в том числе на других веб-сайтах, должны обратиться в Коалицию ампутантов за разрешением на это.

Протезы | Что такое протез?

Что такое протез?

Протез – это искусственная замена отсутствующей части тела (только один из них называется протезом , а также часто называется протезом ; во множественном числе протезы ).

Иногда часть тела необходимо удалить, если там обнаружен рак. Иногда лечение может привести к выпадению волос. В любом случае протез можно использовать, чтобы улучшить внешний вид после операции или другого лечения рака. Это может помочь человеку выглядеть так, как будто часть тела никогда не удаляли или что не произошло выпадения волос, а также помочь человеку чувствовать себя лучше и функционировать как можно более естественно.

Типы протезов

Существует множество различных типов протезов. Некоторые носят снаружи тела и их можно надевать и снимать (внешние протезы), а другие вставляются во время операции (имплантаты). Например, больным раком может понадобиться протез из-за потери груди, глаза, ноги или руки. Имплантат можно использовать в половом члене, груди, яичке или кости. Если гортань поражена раком, может потребоваться электронное голосовое устройство. Парики от выпадения волос после некоторых видов химиотерапии тоже считаются протезами.

Протезы волос (парики)

Лучевая терапия головы и некоторые химиотерапевтические препараты повреждают волосяные фолликулы, вызывая выпадение волос.

Узнайте в своей страховой компании, полностью или частично покрываются расходы на протезы волос. Если это так, вам, вероятно, потребуется письменный рецепт или письмо о необходимости от вашего врача.
Вы можете узнать о том, как подготовиться к выпадению волос, найти и купить парик, что делать, если вы не можете позволить себе парик, и как выбрать парик в разделе «Выбор и ношение парика».

Грудные протезы и имплантаты

Использование грудного протеза или имплантата зависит от типа операции на груди, проводимой для удаления рака, необходимости других методов лечения рака, риска и пользы для ситуации пациентки, а также ее образа жизни и предпочтения.

Протезы груди

Внешние протезы груди (или протезы груди) подбираются по размеру и комфорту и носятся снаружи тела, где грудь или ее часть были удалены. Вот несколько советов по выбору и установке протеза груди.

Маленькие протезы (эквалайзеры) доступны для женщин, которым удалили только часть груди.
Протезы соска могут быть добавлены во время операции, когда сосок не может быть сохранен. Внешние протезы сосков также продаются для покрытия плоских или отсутствующих сосков.
Протезы продаются в магазинах хирургических принадлежностей, магазинах нижнего белья и в отделах нижнего белья многих универмагов. Позвоните, прежде чем идти, чтобы убедиться, что профессиональный монтажник будет там.
При покупке протеза надевайте облегающий топ, чтобы лучше видеть, как он выглядит при движении. Подумайте о том, чтобы с вами поехал ваш супруг, партнер или хороший друг.
Попробуйте разные типы. Протезы различаются по форме, весу и консистенции. Вы также можете найти индивидуальные формы, если это необходимо.
Протезы могут казаться тяжелыми, но они должны оставаться на месте, когда вы двигаетесь и чувствуете себя комфортно. Они также должны выглядеть так, как ваша естественная форма, и чувствовать себя так же, как ваша другая грудь, когда вы прикасаетесь к ним.
Спросите, впитывает ли протез пот, и узнайте, как его чистить и ухаживать за ним.
Спросите в своей страховой компании, полностью или частично покрываются протезы груди. Если это так, вам, вероятно, потребуется письменный рецепт или письмо о необходимости от вашего врача.

Грудные имплантаты

Некоторые пациенты, у которых была удалена часть или вся грудь из-за рака, могут предпочесть имплантат вместо протеза. Имплантат устанавливается во время операции по реконструкции груди.

Поговорите со своим врачом о преимуществах и рисках установки имплантата.
Существуют различные варианты и типы грудных имплантатов, в том числе имплантаты из солевого раствора и силиконового геля. Тип, размер, форма и консистенция имплантата должны обсуждаться с лечащим врачом перед операцией.
иногда делаются или начинаются одновременно с мастэктомией, в то время как другие делаются позже.
Иногда процесс установки имплантата требует более одной операции.
Поговорите со своей страховой компанией о покрытии.
Узнайте больше о вариантах реконструкции груди.

Протезы конечностей (ноги, руки, кисти, стопы)

Ограничения физической активности и активности являются наиболее значительными изменениями, с которыми приходится иметь дело после удаления части или всей конечности (ампутации). Тип протеза, который может понадобиться после операции, зависит от типа, стадии и локализации рака, любого дополнительного лечения, которое может потребоваться, а также образа жизни и предпочтений пациента.

Перед операцией, затрагивающей конечность (руку, ногу, ступню или кисть), узнайте о вариантах протеза , рисках, преимуществах и способе установки протеза.
Иногда может потребоваться или может понадобиться костный имплантат, прикрепленный к внешнему протезу. Целенаправленная реиннервация мышц (TMR) также может быть использована. Это может помочь сделать протез более устойчивым и легким в управлении.
В зависимости от пораженной конечности и того, сколько ее нужно удалить, во время первой операции может быть установлен временный протез конечности, а после того, как вы окрепнете, может быть установлен постоянный протез.
Убедитесь, что вы знаете, как ухаживать за операционным полем и протезом.
Поговорите со своей страховой компанией о покрытии.

Имплантаты яичка

Имплантат яичка может быть установлен во время или после операции по удалению яичка. Исследования показывают, что консультирование наряду с обсуждением рисков и преимуществ перед установкой имплантата помогает принять решение об установке и быть удовлетворенным решением после процедуры.

Возможно, вы захотите обсудить возможность протеза со своим партнером.
Перед операцией поговорите со своей командой по лечению рака о том, нужен ли вам протез яичка. Исследования показывают, что консультирование и обсуждение рисков и преимуществ перед установкой имплантата помогают решить, стоит ли его устанавливать, и быть довольным решением после процедуры.
Поговорите со своей страховой компанией о покрытии.
Для процедуры форму в виде яичка вводят в мошонку во время операции или в более поздние сроки. Размер, форма и консистенция имплантата должны быть частью обсуждений и консультаций перед операцией.
Дополнительную информацию см. в разделе Сексуальность мужчины, больного раком.

Протезы и имплантаты полового члена

Использование протеза полового члена или установка имплантата полового члена могут быть рассмотрены некоторыми пациентами после операции по поводу рака полового члена или рака предстательной железы, или если другие виды рака или лечение рака влияют на способность иметь эрекцию.

Возможно, вы захотите обсудить возможность установки протеза или имплантата со своим партнером. Консультации могут помочь с принятием решения.
Протезы полового члена являются внешними и носятся вне тела. Они часто крепятся с помощью ремешка.
Имплантаты полового члена устанавливаются после восстановления после операции по удалению рака.
Доступны различные типы, размеры и формы протезов и имплантатов полового члена. Обсудите варианты и какой тип лучше для вас с вашим партнером и с вашей командой по лечению рака.
Поговорите со своей страховой компанией о покрытии.
Дополнительную информацию см. в разделе Сексуальность мужчины, больного раком.

Протезы и устройства гортани (голосового аппарата)

При удалении гортани (голосового аппарата) во время операции по поводу рака (ларингэктомии) теряется голос. После операции пациенты могут принять решение об установке голосового (гортанного) протеза или могут использовать электронное голосовое устройство для восстановления речи.

Трахеопищеводная пункция (ТЭП)

ТЭП — это процедура, используемая для установки протеза гортани. Эта процедура создает соединение между трахеей и пищеводом через небольшое отверстие в месте стомы. Небольшой односторонний клапан, помещенный в это отверстие, позволяет нагнетать воздух из легких в рот.

Электрогортань.

Если вы не можете получить ТЕР по медицинским показаниям или пока вы учитесь использовать свой голос ТЕР, вы можете использовать электрическое устройство для создания механического голоса. Устройство с батарейным питанием помещается в угол рта или на кожу шеи. Когда вы нажимаете кнопку на устройстве, оно издает вибрирующий звук.

Подробнее об этих возможностях см. в статье Жизнь человека, перенесшего рак гортани или гортани.

Лицевые и ротовые протезы и имплантаты

Рак области головы и шеи включает те, которые поражают лицо и черты лица, также называемые челюстно-лицевой областью. Примерами являются раковые образования придаточных пазух (пазухи), носа (носовая полость), рта (ротовая полость), щеки и челюсти (нижняя челюсть). Обычно требуется хирургическое вмешательство для удаления опухоли, а иногда и окружающей ее области. Операция может привести к серьезным изменениям внешнего вида и функции пораженной области. Иногда можно сделать реконструктивные процедуры, чтобы улучшить внешний вид. А в некоторых случаях может быть предложен протез или имплантат, который может помочь пациенту выглядеть и чувствовать себя лучше, а некоторые типы могут помочь восстановить функцию. Например, может быть предложен протез или имплантат, чтобы помочь с такими вещами, как жевание, глотание, обоняние или речь.

Решение о предложении протеза или имплантата зависит от типа и стадии рака, его локализации, масштаба операции по удалению рака, а также предпочтений и других проблем со здоровьем, которые могут быть у пациента.
Специально обученные специалисты по протезированию совместно с хирургом изготавливают челюстно-лицевые протезы и имплантаты на заказ в зависимости от размера и формы удаляемой части.
Поговорите со своей страховой компанией о покрытии.
Узнайте больше о конкретных типах рака головы и шеи в разделах «Хирургия рака полости носа и придаточных пазух» и «Хирургия рака полости рта и ротоглотки».

Глазные протезы и имплантаты

Потеря глаза называется энуклеацией . Хотя иногда необходимо удалить только часть глаза, удаление всего глазного яблока часто необходимо для людей с раком глаза (глаза), включая меланому глаза, лимфому глаза и ретинобластому. В этих случаях может быть предложен искусственный глаз (глазной протез или имплантат).

Решение о предложении протеза или имплантата зависит от типа и стадии рака, его локализации, масштаба операции по удалению рака, а также предпочтений и других проблем со здоровьем, которые могут быть у пациента.
Искусственные глаза обычно изготавливаются из силикона или гидроксиапатита (вещества, похожего на кость).
Искусственный глаз изготавливается на заказ по размеру и цвету оставшегося глаза. Когда он на месте, его трудно отличить от настоящего глаза.
Хирург может прикрепить искусственный глаз к мышцам, которые двигают глаз, чтобы он двигался так же, как и глаз.
Окулист (специалист по глазным протезам) работает с врачами и помогает установить человеку искусственный глаз.
Поговорите со своей страховой компанией о покрытии.
Узнайте больше об этих процедурах, протезах и имплантатах в разделах Хирургия рака глаза и Хирургия ретинобластомы.

Оплата протезов

Некоторые протезы могут быть дорогими. Стоимость протеза часто покрывается разными способами и в разных суммах. Стоимость зависит от типа протеза и почему он рекомендуется или необходим. Иногда покрытие зависит от того, является ли протез косметическим (используется в основном для красоты) или помогает заменить утраченную функцию (функциональное использование). Тип страхового покрытия, которое у вас есть, также имеет значение.

Большинство страховок, включая Medicare, помогают оплачивать определенные виды протезов. Но некоторые протезы могут иметь ограниченное покрытие, некоторые могут не считаться «необходимыми с медицинской точки зрения», или процедура их имплантации может считаться выборной. Рекомендуется сначала проконсультироваться в своей страховой компании, чтобы узнать, покрывается ли она получением протеза. Вы можете обратиться за помощью к своему медицинскому персоналу. Посетите сайт health.gov для получения дополнительной информации о том, что покрывают определенные планы. Если вы участвуете в программе Medicaid, узнайте о страховом покрытии в офисе Medicaid вашего штата.

Если ваша страховка покрывает протез

Узнайте, сколько вам, возможно, придется заплатить из собственного кармана.
Важно знать, что для покрытия некоторых протезов, таких как парики и протезы груди, может потребоваться письменный рецепт. Поэтому не забудьте спросить о любых документах, рецептах или разрешениях, которые могут потребоваться.
Узнайте, есть ли страховка на протез определенной марки или вам нужно посетить определенное место, чтобы получить протез.
Если ваш врач говорит вам, что после того, как вы получите протез, потребуется реабилитация (например, реабилитация при физиотерапии или трудотерапии), спросите, покрываются ли эти услуги.

Если ваш протез или терапия, связанная с ним, не покрывается страховкой

Поговорите со своим врачом об организациях, которые могут предоставить финансовую помощь.
Ваш врач может также направить вас к социальному работнику, адвокату пациентов или представителю пациентов, которые могут вам помочь.

Реабилитация или терапия после протезирования

Иногда реабилитация (реабилитация) или терапия рекомендуется для больных раком, которые учатся жить с протезом. Реабилитация и терапия могут улучшить или восстановить функцию, помочь людям приспособиться к смене ролей на работе и дома и улучшить качество жизни. Примерами являются физиотерапия, трудотерапия или логопедия.

Раковая реабилитация (реабилитация) — это специализированная помощь, которую можно использовать в любое время во время лечения рака. В случаях, когда необходимы протезы, обученные специалисты по реабилитации могут помочь в лечении физического и функционального дефицита. Реабилитация рака после операции или лечения также может помочь улучшить самочувствие пациента и может помочь ему, когда у него могут возникнуть проблемы с выполнением определенных повседневных действий. Когда пациента направляют на реабилитацию от рака, разрабатывается личный план лечения, основанный на решаемой проблеме, целях и предпочтениях пациента. Спросите своего врача, может ли реабилитация рака или определенный тип терапии быть хорошим вариантом для вас.

Написано
использованная литература

Группа медицинского и редакционного контента Американского онкологического общества

Наша команда состоит из врачей и сертифицированных онкологических медсестер с глубокими знаниями в области лечения рака, а также журналистов, редакторов и переводчиков с большим опытом написания медицинских текстов.

Dieckmann KP et al. Протезы яичка у пациентов с раком яичка: уровень приемлемости и удовлетворенность пациентов. БМК Урол. 2015;15:16.

Фарис С., Хайзер А., Куатела О., Джексон М., Тесслер О., Джоуэтт Н., Ли Л.Н. Польза для здоровья ринэктомии, хирургической реконструкции носа и протезной реабилитации. Ларингоскоп. , декабрь 2019 г. [Epub перед печатью]. doi: 10.1002/lary.28480.

Гербер Л.Х., Ходсдон Б., Комис Л.Е., Чан Л., Галлин Д.И., МакГарви CL 3 ^rd . Краткая историческая перспектива реабилитации от рака и вклад Национальных институтов здравоохранения. ПМ Р. 2017;9(9S2):S297-S304.

Глейзер К.М., Макдэниел Д.К., Хесс С.М., Флорес Т.Ф., Рокитка Д.А., Рейд М.Э. Реализация интегративной программы выживания в комплексном онкологическом центре: мультимодальный подход к жизни после рака. J Altern Comp Med. 2019;25(S1):S106-S111.

Goiato MC, Bannwart LC, Haddad MF, dos Santos DM, Pesqueira AA, Miyahara GI. Методы изготовления глазных протезов: обзор. Орбита. 2014;33(3):229-233.

Хэвон С., Майкл Дж., Кауард Р.М. Современный протез яичка: отбор пациентов и консультирование, хирургическая техника и результаты. Азиат Ж Андрол. 2020;22(1):64-69.

Кэй Р., Тан С.Г., Синклари С.Ф. Электрогортань: восстановление голоса после тотальной ларингэктомии. Мед приборы. 2017;10:133-140.

Ли Г.К., Шектер К.С. Реконструкция груди после лечения рака груди: 2018. JAMA. 2018;320(12):1277-1278.

Madiraju SK, Hakky TS, Perito PE, Wallen JJ. Размещение надувных имплантатов полового члена у пациентов с радикальной операцией на органах малого таза в анамнезе: обзор литературы. Sex Med Rev. 2019;7(1):189-197.

Medicare.gov. Покрывается ли мой тест, предмет или услуга? Протезные устройства. По состоянию на https://www.medicare.gov/coverage/prosthetic-devices 20 января 2020 г.

Mioton LM, Dumanian GA. Целенаправленная реиннервация мышц и протезная реабилитация после потери конечности. J Хирургическая онкология. 118(5):807-814.

Гвоздь Л.М., Ли-Лин Ф. Алопеция. В Brown CG, изд. Руководство по управлению симптомами онкологии. 2-е изд. Питтсбург, Пенсильвания. Общество медсестер онкологии; 2015: 21-33.

Перголотти М. и др. Программа исследований в области здравоохранения, направленная на полную интеграцию реабилитации от рака в онкологическую помощь. Рак. 2019;125(22):3908-3916.

Фасук К., Хауг С.П. Челюстно-лицевое протезирование. Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 2018;30(4):487-497.

Вассерсуг Р.Дж. Поддержание интимной близости у больных раком предстательной железы, получающих андрогенную депривацию. Curr Opin Support Palliat Care. 2016; 10(1):55-65.

Ссылки

Dieckmann KP et al. Протезы яичка у пациентов с раком яичка: уровень приемлемости и удовлетворенность пациентов. БМС Урол. 2015;15:16.

Фарис С., Хайзер А., Куатела О., Джексон М., Тесслер О., Джоуэтт Н. , Ли Л.Н. Польза для здоровья ринэктомии, хирургической реконструкции носа и протезной реабилитации. Ларингоскоп. , декабрь 2019 г. [Epub перед печатью]. doi: 10.1002/lary.28480.

Гербер Л.Х., Ходсдон Б., Комис Л.Е., Чан Л., Галлин Д.И., МакГарви К.Л. 3 ^рд . Краткая историческая перспектива реабилитации от рака и вклад Национальных институтов здравоохранения. ПМ Р. 2017;9(9S2):S297-S304.

Goiato MC, Bannwart LC, Haddad MF, dos Santos DM, Pesqueira AA, Miyahara GI. Методы изготовления глазных протезов: обзор. Орбита. 2014;33(3):229-233.

Хэвон С., Майкл Дж., Кауард Р.М. Современный протез яичка: отбор пациентов и консультирование, хирургическая техника и результаты. Азиат Дж Андрол. 2020;22(1):64-69.

Ли Г.К., Шектер К.С. Реконструкция груди после лечения рака груди: 2018. JAMA. 2018;320(12):1277-1278.

Фасук К., Хауг С.П. Челюстно-лицевое протезирование. Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 2018;30(4):487-497.

Последняя редакция: 1 февраля 2020 г.

Медицинская информация Американского онкологического общества защищена авторским правом. Запросы на перепечатку см. в нашей Политике использования контента.

Успехи и неудачи 3D-печатных протезов — PreScouter

За последние несколько лет индустрия 3D-печати быстро расширилась, и одной из наиболее заметных областей ее применения является здравоохранение и медицинская промышленность. Инновации включают в себя печать всего, от лекарств до органов человека, но, возможно, наиболее коммерчески успешными до сих пор были протезы. В то время как протезы с 3D-печатью позволяют людям с ампутированными конечностями приобретать продукты на тысячи долларов дешевле, чем традиционные протезы, используемые методы и материалы вызывают озабоченность.

Успехи 3D-печатных протезов

3D-печатные протезы могут принести большую пользу детям. Средний срок службы протеза составляет пять лет, но за это время ребенок растет так быстро, что ему гораздо чаще требуется новый протез. Согласно заявлению Американской ассоциации ортопедии и протезирования, средний протез стоит от 1500 до 8000 долларов. Эти расходы часто оплачиваются из кармана, а не покрываются страховкой. Напротив, напечатанный на 3D-принтере протез стоит всего 50 долларов!

3D-печатные протезы также могут быть изготовлены намного быстрее; конечность можно сделать за день. Кроме того, потребители могут легко персонализировать свои покупки, что является еще одним привлекательным фактором для детей. Дети могут выбирать цвета и стили в соответствии со своими желаниями и потребностями.

Традиционные и 3D-печатные материалы

Как и традиционные протезы, протезы, напечатанные на 3D-принтере, в основном состоят из пластика. В традиционных протезах используются полипропилен, полиэтилен, акрил и полиуретан. Существует также внутренняя структура, называемая пилоном, которая состоит из легких материалов, таких как титан, алюминий или углеродное волокно.

В протезах, напечатанных на 3D-принтере, используются такие материалы, как акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) или более прочный материал — мостовидный нейлон. 3D-принтеры становятся совместимыми с другими материалами, такими как легкий титан, для повышения долговечности и прочности. Исследовательская группа из Бельгии успешно имплантировала первый титановый протез нижней челюсти, напечатанный на 3D-принтере, используя лазер для расплавления тонких слоев титанового порошка. FDA одобрило 3D-печатный имплантат черепа из полиэфиркетонкетона (PEKK), который был успешно имплантирован компанией Oxford Performance Materials (OPM).

Другая компания под названием LayerWise, теперь 3D Systems, производит 3D-печатные титановые ортопедические, челюстно-лицевые, спинальные и зубные имплантаты. С помощью кремния, хондроцитов и наночастиц серебра был создан анатомически правильный 3D-печатный протез уха, способный обнаруживать электромагнитные частоты. Имплантаты даже начинают печатать живыми клетками.

Отказы протезов, напечатанных на 3D-принтере

E-NABLE — компания, которая предоставляет клиентам доступное протезирование через волонтеров с 3D-принтерами. Хотя их продукты дешевы, индивидуальны и быстро изготавливаются, у них есть проблемы с долговечностью. Их волонтеры не являются профессиональными протезистами, которые проходят годы обучения, и каждый продукт не тестируется и не одобрен FDA. Поэтому изделия ломаются гораздо чаще, чем традиционные протезы.

Протезы, напечатанные на 3D-принтере, создаются из тонких слоев горячего пластика, поэтому при неправильном натяжении они могут очень легко сломаться. Добровольным типографиям также требуется время, чтобы научиться правильно регулировать температуру, что может привести к появлению трещин на готовой продукции.

Преодоление трудностей

Столкнувшись с этими проблемами, волонтер e-NABLE объединился с инженером из Великобритании Стивом Вудом, чтобы разработать что-то более надежное и гибкое. Они использовали материал под названием Filaflex для создания успешного протеза, но готовый продукт стоит около 2000 долларов, что много по сравнению с большинством продуктов e-NABLE. Тем не менее, это все еще дешевле, чем большинство традиционных протезов.

Профессионалы в течение многих лет совершенствовали традиционные конструкции протезов, и их будет трудно заменить за одну ночь. Тем не менее, 3D-печатные протезы предоставляют столь необходимую услугу людям с ампутированными конечностями, у которых нет дохода для покупки профессионально изготовленного протеза, и особенно для детей, которые быстрее перерастают протезы. Методы и материалы будут улучшаться и совершенствоваться с течением времени, и International Data Corporation (IDC) сообщила, что 3D-печать для медицинских имплантатов и устройств увеличивает долю рынка почти на 13% в 2020 году и на 15% для стоматологии.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите узнать, можем ли мы помочь вашему бизнесу с его инновационными задачами, свяжитесь с нами здесь или напишите нам по адресу [email protected].

Об авторе

Heidi Reidel

Heidi Reidel — недавняя выпускница колледжа Нокс в Гейлсберге, штат Иллинойс, со степенью бакалавра писательского мастерства и дополнительной психологией. Она внештатный писатель и защитник жертв домашнего насилия в местном приюте.

Пригодность общедоступных 3D-печатных протезов рук для детей, раненых в войне

1. Введение

Потеря верхних конечностей оказывает значительное влияние на функциональную деятельность и социальные взаимодействия человека. Потеря верхних конечностей может быть классифицирована в соответствии с врожденной потерей конечности или приобретенной потерей конечности. Соотношение случаев врожденной и приобретенной потери конечностей составляет 2:1 (Masada et al., 1986; Vannah et al., 1999; Vasluian et al., 2013). Врожденная потеря конечностей связана с пороками развития, которые имеют структурные аномалии внутриутробного происхождения (Czeizel, 2005). Распространенность потери верхних конечностей в два раза выше, чем нижних конечностей (Hirons et al., 19).91). Приобретенная потеря конечности может быть вызвана различными причинами, включая заболевания или травматические ампутации, вызванные машинным оборудованием, дорожно-транспортными происшествиями, поражением электрическим током или оружием (Krebs et al., 1991).

В последние годы в связи с военными действиями участились случаи приобретенной потери верхних конечностей. Дети являются наиболее уязвимыми жертвами войн. Как и другие гражданские лица, они могут получить ряд травм, связанных с войной. Самодельные взрывные устройства (СВУ), противопехотные мины, минометы и удары с воздуха с большей вероятностью могут убить или навсегда повредить ребенка из-за их склонности к активному отдыху. Только в 2017 году Совет Безопасности Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций (2018) сообщил, что было около 9624 ребенка, которые были убиты или покалечены в вооруженных конфликтах по всему миру (таблица 1).

Таблица 1 . Число детей во всем мире, затронутых вооруженными конфликтами в 2017 г. (адаптировано из Совета Безопасности Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций, 2018 г.).

По оценкам организации Handicap International (Bevington, 2015), во время гражданской войны в Сирии (с 2011 г. по настоящее время) один миллион человек был ранен, и около 8% из них нуждаются в протезах или ортезах. Это приводит к скрытому спросу около 80 000 человек, которым нужны такие устройства только в одной стране. Уязвимость раненых на войне обычно усугубляется развалом системы здравоохранения. Организация «Врачи за права человека» (2015 г.) зафиксировала систематические нападения на поставщиков медицинских услуг в Сирии. Чтобы компенсировать нехватку медицинских услуг, Катарское общество Красного Полумесяца (член обществ Красного Креста и Красного Полумесяца), Международный комитет Красного Креста, гуманности и инклюзивности (ранее Международная организация инвалидов) и Médecins Sans Frontières (MSF) выйти на передний план гуманитарной помощи. Однако для них обеспечение протезами конечностей стало проблематичным из-за непомерно высоких цен в условиях усталости международных доноров.

Цена на имеющиеся в продаже протезы с питанием от тела колеблется от 4000 до 10 000 долларов (Resnik et al., 2012; ten Kate et al., 2017), а протезы с электроприводом стоят от 25 000 до 75 000 долларов (Resnik et al., 2012; van der Riet et al., 2013; ten Kate et al., 2017). Американская ассоциация ортезов и протезов (2015) оценила стоимость протеза верхней конечности, соответствующего требованиям правительства, от 1500 до 5000 долларов. Все эти суммы делают покупку протеза недоступной для большинства тех, кто живет в тяжелых жизненных условиях, например, в зонах боевых действий, лагерях беженцев или странах с низким доходом. Статистические данные в таблице 1 ничтожны по сравнению со спросом на потребительские товары массового производства, такие как мобильные телефоны или спортивная обувь. Из-за различных уровней потери конечностей или ампутаций среди пациентов и различных предпочтений в отношении функциональности или других характеристик (Korkmaz et al., 2012) массовое производство протезов невозможно. Каждое протезное устройство индивидуально для каждого пациента.

Трехмерная (3D) печать — новая технология быстрого производства недорогих протезов (Cabibihan et al., 2015; Cabibihan et al., 2018; Alhaddad et al., 2017; Alturkistani et al., 2020). ). Процесс 3D-печати представляет собой аддитивное нанесение материала слой за слоем для создания деталей из модели 3D-системы автоматизированного проектирования (CAD) (Hull, 1986). Настольные 3D-принтеры потребительского класса стоят от 250 до 2500 долларов. Существуют преимущества использования 3D-печати для изготовления протезов. Во-первых, процесс не нуждается в многочисленных ограничениях, налагаемых сменой инструментов и переключением производственных процессов для каждой детали. Во-вторых, 3D-печать позволяет создавать произвольные формы, повторяющие контуры человеческих конечностей. Это позволяет изготавливать протезы, соответствующие форме и размеру каждого пациента. Наконец, поскольку производство деталей осуществляется в небольших объемах, запасы деталей сведены к минимуму, что еще больше снижает производственные затраты.

В этой статье мы спрашиваем, подходят ли общедоступные 3D-печатные протезы рук с приводом от тела для использования детьми (т. е. младше 18 лет) с отсутствующими руками в условиях ограниченных ресурсов. Во-первых, мы оценили все опубликованные проекты открытых 3D-печатных протезов рук на предмет их пригодности для людей с врожденной потерей руки или ампутацией, связанной с войной. Затем мы исследовали хватательные позы репрезентативной конструкции протеза руки. Было несколько доступных конструкций, но их механизмы с тросовым приводом и материалы, используемые для 3D-печати, были схожими. В-третьих, мы исследовали вероятные конструктивные аспекты, при которых может произойти отказ: тросы могут сломаться, а захват может быть нарушен, материал в пальцах может сломаться из-за высоких напряжений от тросов, находящихся под действием растягивающих усилий, или суставов пальцев. могли выйти из строя из-за циклических нагрузок при захвате и переноске предметов. В-четвертых, мы разработали модель затрат, чтобы приблизить минимальную цену каждой напечатанной на 3D-принтере руки. Наконец, мы обсудили последствия этой работы для детей с врожденными потерями конечностей и раненых на войне.

2. Напечатанные на 3D-принтере протезы рук в открытом доступе

В качестве базового исследования мы исследовали напечатанные на 3D-принтере руки с приводом от тела, которые были доступны в Интернете. Протезы рук, которые контролировались с помощью распознавания образов электромиографических (ЭМГ) сигналов и других стратегий сенсорной обратной связи, были исключены из исследования (Kuiken et al., 2016; Resnik et al., 2019).

Некоторые из доступных дизайнов показаны в таблице 2. Эти руки антропоморфны и состоят из пяти пальцев, каждый из которых имеет две или три фаланги. Один сустав связывает запястье со жгутом, который крепится к культе ампутированной части руки. Эти типы механизмов считаются недостаточно активными, потому что количество степеней срабатывания ниже, чем количество степеней свободы (DOF) всего механизма (Birglen et al., 2008). Для рук в Таблице 2 имеется не менее 10 степеней свободы и единственный способ приведения в действие, то есть сгибание сустава между запястьем и привязью.

Таблица 2 . Открыто доступные 3D-печатные протезы рук: конструкционный материал и типы тросов для сгибания и разгибания.

Пальцы приводятся в действие кабелями, соединенными с запястьем. Для управления протезом конечности с приводом от тела используются тросы, передающие движения от части тела к протезу. Это движение могло быть от груди, плеча, локтя или запястья в зависимости от уровня ампутации. Сгибание пальцев зависит от силы натяжения неэластичных канатов, в то время как разгибание пальцев зависит от восстанавливающего действия эластичного шнура, обладающего определенной гибкостью, что позволяет вернуть пальцы в исходное положение. естественная поза (Алхатыб и др., 2019б).

Среди этих конструкций «Перезаряжаемая рука Raptor» (рис. 1) от сообщества e-NABLE оказалась популярной и в настоящее время используется более чем 1500 людьми с ампутированными конечностями из 40 стран из-за ее простой сборки и довольно приемлемого внешнего вида (Оуэн, 2017). Об этой конструкции сообщалось в предыдущих работах (Arabian et al., 2016; Burn et al., 2016; Greene et al., 2016; Sullivan et al., 2017; ten Kate et al., 2017; Vujaklija and Farina, 2018). ). Необходимы дальнейшие исследования для оценки технической целостности и функциональности этой руки. Мы использовали эту конструкцию для оценки движения, хватательных сил, режимов отказа и связанных с этим затрат при изготовлении протеза руки для людей с врожденной потерей конечности или для раненых на войне.

Рисунок 1 . Инвалид с косметическим протезом руки в одном из наших полевых интервью. (A) Здоровая рука. (B) Косметическая рука с потемневшим цветом лица из-за старения силиконового материала и пятен от темной одежды. (C) Протез руки Raptor Reloaded, напечатанный на 3D-принтере, как репрезентативный дизайн открытых 3D-печатных рук.

3. Материалы и методы

3.1. Позы захвата

Человеческая рука способна к различным типам захвата. Он способен захватывать различные предметы полной рукой (т. е. силовые захваты) или ловко (т. е. точечные захваты). В руке человека 15 суставов и 20 ФО (Jones and Lederman, 2006; Kapandji, 2016). Было показано, что человеческая рука выполняет 33 позы захвата (Feix et al. , 2013; Feix et al., 2016). В этом исследовании было достигнуто 33 захвата с использованием 17 предметов. Среди этих предметов были мяч, монета, цилиндры разного диаметра и другие предметы, характерные для предметов повседневной жизни. Полный список поз хвата можно найти по ссылке.

3.1.1. Материалы

3D-дизайн Raptor Reloaded был загружен и использован в масштабе исходного файла по умолчанию (e-NABLE Community, 2014; Alkhatib et al., 2019a). Файл САПР был напечатан в 3D с использованием нити из полимолочной кислоты (PLA; MakerBot, США) на настольном 3D-принтере (Replicator 5th Generation, MakerBot Industries LLC, Бруклин, штат Нью-Йорк, США; рабочий стол: 29,5×19,5×16,5 см ³ ) . Использовались следующие настройки: температура печати 215°C, слои 0,2 мм, 2 оболочки, заполнение 35%, вентилятор охлаждения был установлен в активный режим. Печать была завершена через 17 часов. Для завершения сборки понадобились неэластичный и эластичный шнуры для механизма захвата и освобождения. Неэластичные тросы (сверхпрочная плетеная леска Dyneema, SeaKnight, Китай) требовались для сгибания пальцев. Эластичные шнуры (диаметр 3 мм, полипропиленовый шоковый шнур, Sgt. Knots Supply Co, Северная Каролина, США) использовались для возврата пальцев в исходное положение. Для надежного закрепления кабелей и шнуров использовалась техника завязывания, известная как улучшенный зажимной узел.

3.1.2. Выбор поз захвата

Протез руки представляет собой транскарпальный протез руки. Таким образом, пользователь надевает протез руки и должен согнуть запястье, чтобы можно было выполнить захват. Протокол поиска хватательного набора проводился следующим образом. Сначала здоровый ребенок (8 лет) носил транскарпальный протез руки через лямки. Ремни протеза руки имитировали хватку ребенка с ампутированной конечностью. Во-вторых, на экране отображались изображения 33 захватов (Feix et al., 2016), которые ребенок повторял. В соответствии с процедурой, описанной в Deimel and Brock (2016), последним шагом было определение качества захвата путем перемещения захваченного объекта. Было проведено три последовательных испытания для повторяемости. Затем мы составили список поз, на которые способен протез руки.

3.2. Диапазон движения захвата

Для руки с недостаточным движением все пальцы обхватывают поверхность объекта. В тех случаях, когда объект меньше объема, вмещающего пальцы, пальцы, которые не касаются объекта, будут продолжать сгибаться до тех пор, пока не будут достигнуты структурные ограничения. Для репрезентативной выборки (т. е. перезаряженной руки Raptor) мы исследовали ограничения, налагаемые структурными ограничениями. В этом разделе мы спросили, похож ли диапазон движения пальцев на диапазон движений человеческой руки. Кроме того, мы хотели знать, какое усилие сгибания запястья требуется для достижения диапазона движения протеза руки.

3.2.1. Анализ данных

Положения кончика пальца определялись в соответствии с его координатами X и Y . Затем была разработана геометрическая схема, чтобы понять хватательные отношения между суставами и связями пальца с его геометрией. Прямая кинематика проводилась путем определения параметров Денавита-Хартенберга (D-H) (Corke, 2017).

На рис. 2А показана рамка связи указательного пальца. Двумерная декартова система координат (x,y) определяет исходную точку (0,0) в лучезапястном суставе, где θ ₁ = 0. Соглашение D-H использовалось для создания матриц преобразования на основе четырех параметров, которые могут быть получены из звена каркаса протеза руки. These parameters are the link lengths, a _i , link twists, α _i , link offsets, d _i , and joint angles, θ _i (Table 3). Матрицы преобразования показаны в уравнениях (1)–(4).

T01=(cosθ1−sinθ10L1cosθ1sinθ1cosθ10L1sinθ100100001) (1)

T12 = (cosθ2-sinθ20l2cosθ2sinθ2cosθ20l2sinθ200100001) (2)

T23 = (Cosθ3-Sin 30l3cosθ3sinθ3cosθ30l3sinθ3001001001) (3)

111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

Рисунок 2 . Схематические иллюстрации, сетчатая модель и характеристика материалов. (A) Три звена указательного пальца, показывающие три локальные координаты и переменные. (B) Геометрическое представление пальцевого механизма, показывающее все переменные для расчета окончательного положения кончика пальца. (C) Конечно-элементная модель указательного пальца. Модель включала две фаланги пальцев и штифт в суставе PIP. Неэластичные кабели и эластичные шнуры были встроены в конструкцию. (D) Экспериментальные и численные кривые напряжения-деформации волокнистых материалов ABS и PLA, полученные в результате проведенных нами испытаний на растяжение. Пределы текучести были отмечены для двух материалов.

Таблица 3 . Параметры Денавита-Хартенберга 3D-печатного протеза указательного пальца.

Положение кончика пальца может быть выражено в виде величин положения и ориентации, [ X, Y , ϕ] ^T . X и Y положения кончика пальца относительно угла лучезапястного сустава (θ ₁ ), угла пястно-фалангового сустава (θ ₂ ) и угла проксимального межфалангового сустава (PIP) (θ ₃ ) были рассчитаны с помощью следующих уравнений прямой кинематики (уравнения 5 и 6). Ориентация пальца, ϕ, может быть представлена как сумма углов соединения, θ ₁ , θ ₂ и θ ₃ (уравнение 7).

X=L1cosθ1+L2cos(θ1+θ2)+L3cos(θ1+θ2+θ3) (5)

Y=L1sinθ1+L2sin(θ1+θ2)+L3sin(θ1+θ2+θ3) (6)

3 ϕ=θ1+θ2+θ3 (7)

Математическая зависимость между положением кончика пальца и приложенной силой захвата была разработана для расчета положения кончика пальца X и Y . Геометрия протеза указательного пальца показана на рисунке 2B. Хватательное движение пальца (сгибание) приводилось в действие натяжением канатов, а возвратное движение (разгибание) приводилось в действие эластичными шнурами.

Сгибание и разгибание приводили к изменению угла ПФС (θ ₂ ) и угла проксимального межфалангового сустава (θ ₃ ). Рука Raptor Reloaded упростила конструкцию, объединив соединение DIP с соединением PIP. В дальнейшем соединение DIP упоминаться не будет. Величина этих углов зависела от длины троса, l _троса , который соприкасается со шкивами, длины троса по фалангам и длины до неподвижного штифтового соединения, в котором трос крепится (Уравнение 8). Другими словами, чем больше сила натяжения прилагается к тросу, тем короче становится длина троса. Следовательно, большее сгибание будет достигаться пальцами. Длина троса имеет максимальное значение в естественном положении (θ1=θ2=θ3=0°) и минимальное значение при полном натяжении (θ1=0°; θ2=θ3=90°). Стоит отметить, что θ ₃ никогда не будет равно нулю в реальном расчете. Минимальное значение θ ₃ можно принять равным нулю для упрощения, и это не повлияет на анализ пальцев.

Длина троса ( l _Трос ) и сила натяжения троса ( F _{натяжение} ) пропорциональны. Это соотношение было получено экспериментально путем приложения силы натяжения к пальцу и измерения значений. Измеритель силы (DFS50, Nextech Global Company Limited, Таиланд) использовали для измерения силы натяжения, а штангенциркуль (деталь 530-118, Mitutoyo, Япония) использовали для измерения длины.

Соотношение между длиной кабеля и углом соединения MCP, θ ₂ , и углом соединения PIP, θ3=0°, можно рассчитать по уравнениям (9)–(12).

lCable=l1+l2+lc (8)

l1=r(π2-θ2) (9)

l2=C12+C22-2C1C2cos(90°-θ3) (10)

C12=C32 (11)

C2=C52+C62 (12)

где l _c – константа, а l _{1 _{1 и l 9 6 _{1 и l 91 рассчитываются по уравнениям (9) и (10) соответственно. C ₁ и C ₂ можно получить из фактических измерений с помощью уравнений (11) и (12). The variables l _c , C ₃ , C ₄ , C ₅ , C ₆ , and r are constant lengths that can be measured непосредственно из проекта (таблица 4). Эти константы будут применимы только в том случае, если загруженный дизайн не подвергается масштабированию размеров по умолчанию.}}}

Таблица 4 . Расчетные константы геометрии, измеренные с перезаряженной руки Raptor (размеры в мм).

3.3. Моделирование методом конечных элементов

Нелинейный анализ методом конечных элементов (КЭ) был реализован с использованием программного обеспечения LS-DYNA (mmps R8.1.1, Livermore Software Technology Corporation, США) для прогнозирования максимальной нагрузки, приложенной к протезу указательного пальца, до выхода из строя или поломки. . Метод КЭ делит систему на более мелкие части (т. е. конечные элементы) и использует алгоритмы для решения уравнений в частных производных (УЧП). Этот численный метод аппроксимирует решение системы при заданных начальных и граничных условиях (Biddis et al., 2004; Mollica and Ambrosio, 2009).). Метод КЭ ранее использовался при анализе протезов пальцев и конструкций (Cabibihan et al., 2006a,b, 2014). В текущей работе было предсказано, что места с потенциально высокой концентрацией напряжения будут находиться на дистальной фаланге пальца, проксимальной фаланге пальца и на штифте. Модель КЭ была создана для определения напряжений в критических компонентах протеза руки. Далее описываются различные условия и допущения.

3.3.1. Geometry

Файлы САПР с открытым исходным кодом были загружены из сообщества e-NABLE (2014 г.), а исходный проект был смоделирован как есть. Модель включала проксимальную фалангу, комбинированные промежуточную и дистальную фаланги, неэластичный трос, эластичный шнур и штифт в ПМФС (рис. 2С). В целях экономии вычислительного времени запястье, ладонь и стержень в пястно-фаланговом суставе не моделировались, так как непосредственный контакт с предметами осуществляется дистальными и проксимальными фалангами пальцев.

3.3.2. Создание сетки геометрии

Для создания КЭ модели геометрия пальца была разделена на небольшие трехмерные квадратичные четырехгранные твердые элементы. Каждый элемент имеет четыре узла и одно узловое вращение для исключения вероятности ротационной деформации. Для неэластичного троса для моделирования троса использовались балочные элементы, поскольку он имеет постоянные свойства поперечного сечения, его длина больше ширины, и он воспринимает нагрузку, распределенную по его длине. Элементы балки состояли из трех узлов в трехмерном пространстве. Два узла использовались для идентификации геометрии, а третий узел предназначался для ориентации балочного элемента. Для моделирования эластичных шнуров использовался один дискретный элемент с одной степенью свободы и двумя узлами. Этот дискретный элемент имеет пружинящее поведение, чтобы имитировать эластичность эластичного шнура. Была принята жесткость пружины 1000 Н/м, основанная на упругой линейной зависимости между приложенной силой и создаваемым смещением (закон Гука). В нашем исследовании приложенная сила не превышала 25 Н, а удлиненные смещения были относительно небольшими (измерялись в мм), поэтому жесткость пружины принималась в среднем.

H-уточняющий тест использовался для проведения исследования сходимости. С помощью этого процесса количество элементов в модели было увеличено за счет уменьшения размера элемента. Начальный размер ячейки колебался от 2,0 до 2,4 мм. Максимальное значение напряжения по Мизесу выбиралось по количеству элементов. Для экономии времени вычислений и поскольку максимальное напряжение фон Мизеса было почти постоянным после наличия 53 198 элементов, мы использовали текущую модель с размером элемента в диапазоне от 1,2 до 1,8 мм.

3.3.3. Материалы

В ходе анализа были оценены два типа филаментных материалов: акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС; MakerBot ABS) и полимолочная кислота (ПЛА; MakerBot PLA). Оба материала были совместимы с 3D-принтером (MakerBot Industries LLC, Нью-Йорк, США). Кусочно-линейная модель материала пластичности (MAT_024) (Hallquist, 1993) из библиотеки материалов LS-DYNA использовалась для моделирования дистальной фаланги пальца из ABS и PLA, комбинированной промежуточной и проксимальной фаланги пальца и штифта. Смоделированный неэластичный трос представлял собой плетеный трос лески (сильная плетеная леска super Dyneema, SeaKnight, Китай). Модель пластического кинематического материала (MAT_003) использовалась для моделирования неэластичного троса с очень низкой скоростью деформации, поскольку предполагалось, что трос не деформируется во времени.

3.3.4. Проверка материалов

Для проверки выбранной модели материала MAT_024 экспериментальные испытания на растяжение нитей ABS и PLA были смоделированы численно с использованием LS-DYNA. Экспериментальные испытания на растяжение проводили на универсальной испытательной машине (Универсальные испытательные системы серии 5969, Instron, США). Скорость нагружения для испытания на растяжение была установлена равной 5 мм/мин. Образцы материалов ABS и PLA были напечатаны в соответствии со стандартом ASTM D638 (ASTM D638-14, 2014 г.) с использованием того же принтера и условий печати, что и в разделе 3.1.1. В Таблице 5 показаны полученные свойства двух материалов нитей из нашего экспериментального теста.

Таблица 5 . Механические свойства, полученные экспериментальным путем на испытанных образцах ABS и PLA, напечатанных на 3D-принтере.

Упругопластические материалы были определены как материалы, которые достигают своего упругого и пластического поведения после достижения предела текучести материала. Наоборот, металлы претерпевают пластическую деформацию после достижения своего предела текучести. Полученные кривые напряжения-деформации из экспериментальных испытаний были использованы для определения эффективной пластической деформации материала. Эффективная пластическая деформация — это величина, которая увеличивается всякий раз, когда материал активно деформируется. Это значение рассчитывалось постепенно в течение определенного периода времени, чтобы охарактеризовать пластическую деформацию. Рисунок 2D показал хорошее соответствие кривых напряжения-деформации между экспериментальными и численными результатами. Пределы текучести, полученные в результате экспериментальных испытаний на растяжение материалов ABS и PLA, составили 16,59.и 50,69 МПа соответственно.

3.3.5. Граничные условия

При моделировании протеза пальца учитывались три важных условия. Во-первых, отверстие на проксимальной фаланге поддерживалось во всех направлениях (т. е. в поступательном и ротационном), за исключением ротационного движения вокруг оси x. Во-вторых, штифт был полностью поддержан во всех направлениях (т. е. все степени свободы узлов штифта были ограничены). В-третьих, на промежуточную фалангу не оказывалась опора, что означает, что она могла свободно двигаться в любом направлении. Для ограничения промежуточной фаланги применялся фрикционный контакт между узлами стержня и узла промежуточной фаланги с коэффициентом трения 0,3. Такой же контакт применялся между проксимальной фалангой и промежуточной фалангой.

3.3.6. Нагрузка

Сила натяжения приложена к одному узлу троса. Модель пальца из ABS подвергалась воздействию 5 и 15 Н, а модель пальца из PLA — 5, 15 и 25 Н. Эти значения были близки к максимальному пределу силы 22,2 Н для захвата, сжатия или скручивания объектов одной рукой. (Стандарты доступного дизайна; Министерство юстиции США, 2010 г.; стандарт № 309.4).

3.4. Анализ производственных затрат

При оценке стоимости каждой напечатанной на 3D-принтере руки учитывались следующие компоненты: стоимость оборудования (т. е. 3D-принтера), стоимость материалов (т. е. нити, кабелей и эластичных шнуров), стоимость труда техника , стоимость обслуживания 3D-принтера и стоимость энергии (таблица 6). Оборудование, нить и стоимость обслуживания были получены от производителя 3D-принтера (Replicator+, MakerBot Industries LLC, Нью-Йорк, США). Трос (сверхпрочная плетеная леска Dyneema, SeaKnight, Китай) и эластичный шнур Polyпропилен Shock Cord, Sgt. Knots Supply Co, Северная Каролина, США) были получены от промышленных поставщиков. Затраты на рабочую силу и энергию были основаны на местных затратах в Дохе, Катар.

Таблица 6 . Элементы и цены для расчетов стоимостной модели.

Ожидаемый срок службы 3D-принтера оценивается в 10 000 часов или около 3,5 лет. Предполагалось, что экструдер будет заменен по истечении полугодия жизни 3D-принтера. Стоимость рабочей силы исходила из руководящих принципов заработной платы университета, а стоимость энергии основывалась на потреблении электроэнергии машиной, а цена за единицу основывалась на данных, предоставленных местным поставщиком энергии.

Общая стоимость изготовления одной 3D-печатной руки состояла из следующих компонентов: час, C _RM — стоимость сырья в расчете на одного человека, C _LA — стоимость рабочей силы в час, C _{— стоимость 910 MA 9044 в час, а техническое обслуживание — 910 MA в час. С} _EN — стоимость энергии в час.

Стоимость оборудования в час была рассчитана как: C _EQ = (2, 800/10, 000) = $ 0,28/ час , что было основано на ожидаемом сроке службы 3D-принтера. 10 000 ч и начальной стоимости оборудования. Стоимость сырья для каждой напечатанной руки была рассчитана как сумма нити (5,59 долларов США), неэластичного троса (0,019 доллара США) и эластичного шнура (0,09 доллара США) на общую сумму 5,70 долларов США. Стоимость рабочей силы рассчитывалась исходя из времени сборки различных частей напечатанной руки. Сборка заняла около 1 часа на каждую руку. Стоимость работы, C _LA , равно:

CLA=1000($месяц)8(часыдень)×5(днинеделя)×4(неделимесяц)=6,25$час (14)

Стоимость обслуживания в час, C _MA , было рассчитано на основе двухлетней стоимости обслуживания в течение ожидаемого срока службы 3D-принтера: C _MA = 400/10, 000 = часов 3D-часа. . Стоимость энергии C _EN равна 0,078 доллара в час. Общее время выполнения 3D-печати одной руки составило 17 часов. Уравнение затрат на изготовление одной руки выглядит следующим образом:

C=(0,28×17)+5,70+6,25+(0,04×17)+(0,078×17) (15)

4. Результаты

4.1. Ограниченные позы хватания

Из 33 хватательных поз, которые может выполнять человеческая рука (см. раздел 3.1), было только три хватательных позы, которые можно выполнить с помощью распечатанной на 3D-принтере руки, которая рассматривалась в этом исследовании (т. е. Raptor Reloaded). Рука). На рисунках 3A–C показаны позы захвата и репрезентативные объекты: ладонный захват монеты (7,7 г), боковой захват кредитной карты (10 г) и захват мяча для гольфа нижним клещом (46,4 г).

Рисунок 3 . Хватательные движения, которые могут быть достигнуты с помощью репрезентативного 3D-печатного протеза руки с приводом от тела. (A) Ладонный зажим. (B) Нижний клещевой захват. (C) Боковой захват. (D) Положения указательного пальца 3D-печатного протеза руки в осях X и Y по отношению к углам суставов MCP и PIP.

4.2. Анализ натяжения кабеля

Диапазон движения пальца относительно θ ₁, θ ₂ и θ ₃ показаны на рисунке 3D. Из начальных условий соединения θ ₂ и θ ₃ изгибались до 22,5°, когда к кабелю прикладывалось усилие 4,4 Н. Переменная длина троса, l _VC, составляла всего 1,2 мм ( l _VC = l _{Кабель, экспериментальный} — 41,45, где 41,45 мм — общая длина кабеля, измеренная экспериментально при θ1=θ2=θ3=0°). При силе 8,9Был применен N, соединения θ ₂ и θ ₃ были согнуты на 45°, а зафиксированная переменная длина троса составила 5,7 мм. Для достижения большего угла сгибания требовалось большее усилие натяжения. Для сгибания обоих суставов до 67,5° потребовалось усилие 17,8 Н. Переменная длина кабеля для достижения этой цели составляла 14 мм. Полный угол сгибания 90° требовал от пользователя приложения силы 22,2 Н и зацепления троса длиной до 15 мм. Таблица 7 сравнивает экспериментальную общую длину кабеля с теоретической общей длиной кабеля, рассчитанной по уравнению (8), и экспериментальными тестами, описанными ранее. Ошибки рассчитаны от 1,75 до 7,61%.

Таблица 7 . Взаимосвязь между углами положения захвата, усилиями, общей длиной троса, ошибками и переменной длиной троса.

4.3. Анализ отказов

Были определены предел текучести материалов ABS и PLA (рис. 2D). Предел текучести указывает на конец упругого поведения и начало пластического поведения материалов (т. е. палец будет деформироваться и выйдет из строя при превышении этого значения). К пальцу из АБС были приложены две разные нагрузки, а к пальцу из ПЛА – три нагрузки для исследования разрушения материала. На рис. 4А показаны контурные графики напряжений фон Мизеса для пальца PLA при нагрузке 15 Н (см. также анимацию). Из рисунка и анимации видно, что области с наибольшей концентрацией напряжения могут быть обнаружены в шарнирах и в отверстиях для булавок как в проксимальных, так и в дистальных фалангах пальцев. Из этих результатов можно сделать вывод, что первоначальный отказ может произойти в этих областях с высокими напряжениями.

Рисунок 4 . Результаты анализа. (A) Результаты анализа методом конечных элементов, показывающие места с наибольшим напряжением фон Мизеса при приложении нагрузки от протягиваемых кабелей. Максимальные напряжения фон Мизеса были обнаружены в верхней и нижней петлях и вблизи штифтового отверстия. Эти результаты относятся к модели пальца PLA, подвергнутой нагрузке 15 Н. (B) Численные результаты полученных напряжений фон Мизеса в зависимости от приложенной нагрузки. (C) Предел выносливости для материалов ABS и PLA (адаптировано из Caliskan et al. , 2016; Ezeh and Susmel, 2019).

По численным результатам максимальные напряжения, достигнутые при нагрузке 10 Н для ABS и при нагрузке 25 Н для PLA, составили 12,04 и 44,76 МПа соответственно. На рисунке 4B показаны напряжения фон Мизеса для ABS и PLA по отношению к приложенным силам. Материал ABS зарегистрировал максимальное напряжение фон Мизеса 6,02 и 12,04 МПа при нагрузке 5 и 10 Н соответственно. Для сравнения, материал PLA имеет более высокие максимальные напряжения по сравнению с материалом ABS. PLA имеют максимальные напряжения 8,95, 26,85 и 44,76 МПа при нагружении усилиями 5, 15 и 25 Н соответственно. Критерий фон Мизеса использовался для определения того, будет ли материал поддаваться деформации или разрушаться. Если значение напряжения фон Мизеса равно или больше, чем предел текучести материала, то материал будет поддаваться. Как видно из рисунка 4B, напряжения увеличиваются линейно с увеличением приложенной силы. Расчетные напряжения разрушения составили 13,75 Н для материала ABS и 28,3 Н для материала PLA.

Когда к пальцу из PLA была приложена нагрузка 10 Н, максимальное напряжение, полученное в результате численного анализа, составило 17,90 МПа (см. рис. 4В). Если предположить, что палец будет совершать 50 циклических движений в день, то палец будет совершать 18 250 циклов в год. Используя предел выносливости для материала PLA (рис. 4C), этот палец может выдержать 3 × 10 90 447 5 90 448 циклов до отказа, что эквивалентно 16 годам (таблица 8).

Таблица 8 . Жизненный цикл протезов пальцев из ABS и PLA в зависимости от нагрузки.

При моделировании КЭ сила натяжения применялась к неэластичному кабелю. Численные результаты показали, что максимальное напряжение, полученное на неэластичном тросе, составило 100 МПа при растягивающей нагрузке 28 Н. Другие напряжения, полученные при каждой нагрузке, приведены в таблице 9.. Однако, судя по спецификации продукта, кабель может выдерживать до 1570 МПа при 440 Н растягивающей нагрузки. Можно сделать вывод, что в кабеле не произойдет никакого разрушения, если только не возникнут другие внешние условия, такие как разрыв из-за трения, возникающего между кабелем и пластиковым материалом.

Таблица 9 . Осевые напряжения от приложенной нагрузки на кабель.

4.4. Стоимость производства

Общая стоимость производства одной единицы 3D-печатной руки составила 18,72 доллара США. Тремя основными факторами, влияющими на общую стоимость, были затраты на оборудование в час ( C _EQ ), стоимость сырья в расчете на одну руку ( C _RM ) и стоимость рабочей силы в час ( C _{LA 0 ). Стоимость обслуживания в час ( C _MA) и стоимость энергии в час ( C _EN) вносят минимальный вклад в общую стоимость. C _EQ можно уменьшить, производя одновременно несколько рук (см. Rickenbacher et al., 2013; Piili et al., 2015). C _RM стоимость может быть снижена за счет заказа больших партий напрямую у основных поставщиков.}

5. Обсуждение и заключение

5.

1. Важность 3D-печати для протезов
Отсутствие конечностей по врожденным причинам или в результате боевых действий может иметь разрушительные физические, психологические и социально-экономические последствия (Mckechnie and John, 2014; Griffet, 2016). Для детей, раненых на войне, последствия выходят за рамки их ограниченной способности играть, выполнять работу по дому и заботиться о себе. Потеря конечностей может вызвать у них различные социальные проблемы, а также психические расстройства: посттравматические стрессовые расстройства, генерализованное тревожное расстройство, депрессию и когнитивные расстройства (Betancourt et al., 2011; Hemmati et al., 2015). Каждый год тысячи детей, искалеченных войной, имеют ограниченный доступ к услугам по протезированию, и может пройти до 10 лет, прежде чем протез можно будет установить (Санта-Барбара, 2006 г.).
Появление 3D-печати открыло множество возможностей для искусственных рук в вспомогательных целях (Tian et al., 2017; Negrello et al. , 2020). В этой статье была предпринята попытка ответить на вопрос, подходят ли общедоступные конструкции 3D-печатных протезов рук с питанием от тела и доступны ли они для суровых условий окружающей среды раненых на войне. Оценивались четыре аспекта: позы захвата, диапазон движения захватов и анализ соответствующих длин кабелей, анализ отказов в различных критических компонентах напечатанной на 3D-принтере руки и стоимость производства.
5.2. Человеческая и искусственная рука: различия в хватательных движениях
Человеческая рука может выполнять 33 типа захвата из-за различных комбинаций движений, которые она может выполнять (рис. 5). Рука человека способна приводить/отводить пять пальцев при радиальном приведении/отведении большого пальца, сгибать/разгибать пять пальцев при приведении/отведении ладони и ретропозиции/противопоставлении большого пальца при радиальном приведении/отведении большого пальца. сгибание/сжатие ладони. Напротив, пальцы 3D-печатной руки способны сгибаться и разгибаться только на плоской ладони. Стоит отметить, что четыре пальца 3D-печатной руки могут достигать углов сгибания и разгибания до 9 градусов.0° в обоих суставах PIP и MCP, которые похожи на человеческую руку (см. Рисунок 3D). В то время как большой палец может выполнять разгибание и сгибание, большой палец не может выполнять ретропозицию / противодействие в дополнение к неспособности ладони сгибаться. Текущая 3D-печатная рука и аналогичные конструкции протезов руки были ограничены выполнением только 3 из 33 захватов (т. Хватательные позы исследуемой 3D-печатной руки были строго ограничены структурной конструкцией руки.
Рисунок 5 . Различные движения пальцев. (A) Радиальное отведение/приведение большого пальца и относительное отведение/приведение остальных пальцев. (B) Ладонное отведение/приведение большого пальца и сгибание/разгибание остальных пальцев. (C) Сгибание/разгибание остальных суставов большого пальца. (D) Противопоставление/ретропозиция большого пальца и сгибание/уплощение ладони. Синие/фиолетовые и красные/зеленые стрелки указывают положительное и отрицательное направления соответственно.
Однако, возможно, нет необходимости стремиться к полному повторению 33 захватов из-за ограничений по стоимости. Увеличение степеней свободы и функциональности влияет на увеличение сложности протеза руки. Сложный протез руки может привести к увеличению процента неиспользования. В будущей работе мы можем спросить детей с отсутствующими верхними конечностями о приоритете задач, которые они хотели бы выполнять, — вопрос, который до сих пор плохо освещен в литературе. Таким образом, необходимо дальнейшее исследование баланса между оптимальным дизайном и доступной стоимостью.
5.3. Надежность напечатанных на 3D-принтере рук для условий с ограниченными ресурсами
Механическое устройство, ежедневно служащее интерфейсом пользователя для взаимодействия с различными объектами в окружающей среде, имеет тенденцию к отказу. Анализ отказов этого интерфейса (например, протеза руки) становится более актуальным, когда филаментные материалы, используемые для процесса 3D-печати, представляют собой полимеры. В идеале протезы рук должны быть в состоянии безотказно выполнять основные хватательные действия в повседневной жизни.
На основании наших результатов было установлено, что средняя продолжительность жизни составляет 4 года при легкой повседневной деятельности. Небольшие легкие предметы, такие как бумага, мяч и карты, находятся в пределах ожидаемых циклов загрузки (таблица 8). Обычно такие протезы предназначены для детей, которые еще находятся в стадии развития и нуждаются в постоянном обновлении размеров. Таким образом, долговечность этих рук может не иметь решающего значения. Наши результаты показали, что материал PLA не может подвергаться большим нагрузкам (т.е. более 28 Н).
С точки зрения потребительской психологии можно утверждать, что повторная замена устройства может снизить доверие к его функциональности и надежности. Чтобы смягчить эту проблему, мы предполагаем использовать более качественные конструкционные материалы, которые могут служить дольше и требуют меньше замены. Ожидается, что новые материалы с высокой прочностью (например, термопластичные эластомеры, нейлон, поливиниловый спирт) повысят доверие к этому устройству. С улучшенными конструкциями экструдеров для 3D-печати для обработки новых материалов можно добавить дополнительные улучшения для повышения грузоподъемности, способности захвата и внешнего вида протеза руки этого типа.
Грузоподъемность неэластичного троса высока и маловероятно, что он выйдет из строя (Таблица 9). С другой стороны, эластичные тросы с большей вероятностью со временем теряют свою эластичность, что делает возвратное движение более медленным или недоступным. Периодическая замена этих недорогих кабелей может решить эту проблему. Условие об отказе тросов из-за трения не проводилось. Моделирование этого условия будет зависеть от обработки поверхности отпечатанной руки (т. е. от качества 3D-принтера), и это нельзя учитывать в нашем анализе, потому что мы не сможем предсказать, какой 3D-принтер будет использоваться теми, кто в зоны боевых действий. Пользователям могут быть предоставлены запасные кабели и эластичные шнуры, чтобы они могли заменить их при необходимости.
5.4. Соображения стоимости для стран с низким уровнем ресурсов и принимающих стран для беженцев
Конструктивные характеристики обычных протезов верхних конечностей несовместимы с требованиями к конструкции в местах с отсутствием электропитания, ограниченными ресурсами и нулевыми вариантами гарантий. Производство деталей протезов на месте позволило бы значительно снизить стоимость и время доставки и доставки, а также обеспечить более высокий уровень точности.
Появление 3D-сканирования и печати сводит к минимуму зависимость от высококвалифицированных протезистов в зонах конфликтов. В традиционном процессе изготовления протезов, основанном на формовании и литье, необходимо внести некоторые коррективы при подгонке полученного протеза к человеку с ампутированной конечностью. Причина этого дополнительного процесса заключалась в том, что процедура получения измерений уже изначально была ошибочной. В обычном процессе человека с ампутированной конечностью просят погрузить культю в гипсовый гипс (гипс) или альгинат. Культя из-за податливой ткани уже была деформирована в процессе (Cabibihan, 2011; Cabibihan et al., 2011). Идеальная процедура — это бесконтактный способ получения данных (например, 3D-сканирование). Подход 3D-сканирования совместим с процедурой 3D-печати.
В развитых странах стоимость обычных протезов верхних конечностей составляет от 1500 до 75 000 долларов. За такую сумму существует риск того, что материалы, используемые в протезе, могут быть перепрофилированы или обменены в случае их свободного предоставления в зонах конфликтов. Поскольку базовый 3D-печатный протез руки стоит всего 19 долларов, поставщики протезов в развивающихся странах и в странах, принимающих беженцев, могут найти такие варианты привлекательными.
5.5. Ограничения и дальнейшая работа
Протез верхней конечности в первую очередь используется для того, чтобы пользователь мог жить без стигматизации. Как пользователь протеза, так и окружающие его люди придают большое значение внешнему виду протеза (Scotland and Galway, 1983). В текущей статье внешний вид протеза не рассматривался. В условиях сектора здравоохранения, который сталкивается с экономическими трудностями из-за усталости доноров после почти десятилетнего конфликта в таких областях, как Сирия, основное внимание в документе было уделено технической оценке преимуществ и ограничений существующих конструкций протезов рук, напечатанных на 3D-принтере. Нынешние конструкции должны были стать доступной альтернативой более дорогим традиционным методам производства. Будущая работа может касаться примерки перчатки и ее окраски.
В странах, пострадавших от войны и с ограниченными ресурсами, основные преимущества 3D-печатных протезов рук заключаются в портативности 3D-принтеров, экономической эффективности материала, возможности производства на месте, конструкции для ампутантов. , и низкая стоимость обслуживания. Эти протезы рук по-прежнему не удовлетворяют функциональным задачам повседневной деятельности пользователя и не являются заменой другим улучшенным и усовершенствованным конструкциям. Этот тип дизайна протеза и технологии производства не должен рекламироваться в СМИ, потому что пользователи могут ожидать слишком многого. Это временное решение, но 3D-печатные протезы все еще могут помочь пользователям в их основных повседневных делах и повысить их уверенность в себе. За исключением моторов, некоторые из исследованных нами элементов присутствуют и в других мехатронных протезах рук. При наличии ресурсов и желании пользователей дальнейшие усовершенствования могут быть выполнены путем включения роботизированных элементов в протез руки. Представленные здесь результаты служат базовым исследованием для продвижения разработки протезов рук, которые являются функциональными, но недорогими.
Заявление о доступности данных
Первоначальные вклады, представленные в исследовании, включены в статью/дополнительный материал, дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору/ам.
Вклад авторов
J-JC, FA и EM задумали и разработали исследование. FA и MM проводили эксперименты. Л.Л. и К.Д. организовали и провели полевые интервью и проанализировали отзывы пользователей. ОА-К разработала стоимостную модель. J-JC, FA, MM и EM проанализировали данные и интерпретировали результаты. Все авторы написали и внесли свой вклад в окончательную версию рукописи и одобрили представление.
Финансирование
Эта работа была поддержана исследовательским грантом Катарского университета по гранту №. ИРКС-2019-001.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Мы хотим поблагодарить AM El Noamany за иллюстрации поз человеческих рук.
Дополнительный материал
Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frobt.2020.594196/full#supplementary-material
Ссылки
Хан Р. А., Исмаил С.М., Шехаде А.-С. С., Садек А.М. и соавт. (2017). «На пути к напечатанным на 3D-принтере протезам рук, которые могут удовлетворить психосоциальные потребности: сравнение силы захвата между протезной рукой и человеческими руками», в Международной конференции по социальной робототехнике (Чам: Спрингер), 304–313. дои: 10.1007/978-3-319-70022-9_30
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Алхатиб Ф., Кабибихан Дж. Дж. и Махди Э. (2019a). Данные для сравнительного анализа недорогих протезов рук, напечатанных на 3D-принтере. Краткий обзор данных 25:104163. doi: 10.1016/j.dib.2019.104163
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Алхатиб Ф., Махди Э. и Кабибихан Дж. Дж. (2019b). «Проектирование и анализ гибких суставов для надежного протеза руки, напечатанного на 3D-принтере», в 16-я Международная конференция IEEE по реабилитационной робототехнике (ICORR), 2019 г. (Торонто, Онтарио), 784–789. doi: 10.1109/ICORR.2019.8779372
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Алтуркистани Р., А. К., Девасахаям С., Томас Р., Коломбини Э. Л., Сифуэнтес К. А., Гомер-Ванниасинкам С. и др. (2020). Доступный пассивный протез, напечатанный на 3D-принтере, для людей с частичной ампутацией руки. Протез. ортот. . 44, 92–98. дои: 10.1177/0309364620
0
Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Американская ассоциация ортопедии и протезирования (2015). Заявление AOPA о 3D-печати в протезировании . АОПА, В.А.
Google Scholar
Арабиан, А. (2014). Рука сокола V2 . Доступно в Интернете по адресу: https://www.thingiverse.com/thing:603039 (по состоянию на 05 декабря 2018 г.).
Арабиан А., Варотсис Д., Макдоннелл К. и Микс Э. (2016). «Глобальное социальное признание протезов», в Глобальная конференция по гуманитарным технологиям (GHTC) (Сиэтл, Вашингтон), 563–568. doi: 10.1109/GHTC.2016.7857336
Полный текст CrossRef | Google Scholar
ASTM D638-14 (2014). Стандартный метод испытаний пластмасс на растяжение . Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.
Google Scholar
Бетанкур Т. С., Борисова И. И., де ла Судьер М. и Уильямсон Дж. (2011). Дети-солдаты Сьерра-Леоне: последствия войны и проблемы психического здоровья в разбивке по полу. Дж. Адолеск. Здоровье 49, 21–28. doi: 10.1016/j.jadohealth.2010.09.021
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Бевингтон, М. (2015). Свежая информация о кризисной ситуации в Сирии, январь 2015 г. . Международный гандикап, Мэриленд.
Google Scholar
Biddis, E., Bogoch, E., and Meguid, S. (2004). Трехмерный конечно-элементный анализ имплантатов протезов пальцевых суставов. Междунар. Дж. Мех. Матер. Дез . 1, 317–328. дои: 10.1007/s10999-005-3308-3
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бирглен Л. , Лалиберт Т. и Госселин К.М. (2008). Роботизированные руки с недостаточным приводом, 1-е изд. . Берлин: Springer Publishing Company, Inc. doi: 10.1007/978-3-540-77459-4
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Брайант, Дж. (2016). Рука Феникса V2 . Доступно в Интернете по адресу: http://enablingthefuture.org/phoenix-hand/ (по состоянию на 5 декабря 2018 г.).
Берн, М.Б., Та, А., и Гогола, Г.Р. (2016). Трехмерная печать протезов рук для детей. Дж. Ручной хирург . 41, е103–е109. doi: 10.1016/j.jhsa.2016.02.008
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Кабибихан, Ж.-Ж. (2011). Протезы пальцев для конкретных пациентов с помощью удаленного сотрудничества — тематическое исследование. PLoS ONE 6:e19508. doi: 10.1371/journal.pone.0019508
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Кабибихан Дж.-Дж., Джоши Д., Шриниваса Ю.М., Чан М.А. и Муруганантам А. (2015). Иллюзорное ощущение человеческого прикосновения от теплой и мягкой искусственной руки. IEEE Trans. Нейронная система. Реабилит. Eng . 23, 517–527. doi: 10.1109/TNSRE.2014.2360533
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Кабибихан Дж.-Дж., Прадипта Р. и Ге С.С. (2011). Протезы фаланг пальцев с реалистичной податливостью кожи для социальных прикосновений с низким усилием. Дж. Нейроинж. Реабилитация . 8:16. doi: 10.1186/1743-0003-8-16
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Кабибихан, Дж. Дж., Абубаша, М. К., и Такор, Н. (2018). Метод трехмерной печати индивидуальных протезов рук пациента с высокой точностью формы и размера. Доступ IEEE 6, 25029–25039. doi: 10.1109/ACCESS.2018.2825224
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Кабибихан Дж. Дж., Карроцца М. К., Дарио П., Паттофатто С., Джомаа М. и Беналлал А. (2006a). «Страшная долина и поиск материалов, похожих на человеческую кожу, для протеза кончика пальца», , 6-я Международная конференция IEEE-RAS по роботам-гуманоидам, 2006 г. , (Генуя), 474–477. doi: 10.1109/ICHR.2006.321315
Полный текст CrossRef | Академия Google
Кабибихан, Дж. Дж., Чаухан, С. С., и Суреш, С. (2014). Влияние толщины искусственной кожи на профили подповерхностного давления плоских, криволинейных и брайлевских поверхностей. Датчики IEEE J . 14, 2118–2128. doi: 10.1109/JSEN.2013.2295296
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Кабибихан Дж. Дж., Паттофатто С., Джомаа М., Беналлал А., Карроцца М. К. и Дарио П. (2006b). «Испытание на соответствие кожи кончиков пальцев роботов/протезов», в Международная конференция IEEE/RAS-EMBS по биомедицинской робототехнике и биомехатронике, 2006 г. (Пиза), 561–566.
Google Scholar
Калискан С., Лекесиз Х., Караджа А. и Йылдыз А. (2016). «Усталостные свойства термопластов АБС, используемых в наружном освещении», в 17-й Международной конференции по проектированию и производству машин (Бурса).
Корке, П. (2017). Робототехника, зрение и управление: основные алгоритмы в MATLAB, Vol. 118 . Спрингер. doi: 10.1007/978-3-319-54413-7
Полный текст CrossRef | Академия Google
Czezel, AE (2005). Врожденные дефекты можно предотвратить. Междунар. Дж. Мед. Наука . 2, 91–92. doi: 10.7150/ijms.2.91
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Деймель, Р., и Брок, О. (2016). Новый тип податливой и малоактивной роботизированной руки для ловкого захвата. Междунар. Дж. Робот. Рез . 35, 161–185. doi: 10.1177/0278364
2961
CrossRef Full Text | Google Scholar
Сообщество e-NABLE (2014 г.). Рука перезарядки раптора . Доступно в Интернете по адресу: http://enablingthefuture.org/upper-limb-prosthetics/raptor-reloaded/ (по состоянию на 5 декабря 2018 г.).
Эзех О. и Сусмел Л. (2019). Усталостная прочность аддитивно изготовленного полилактида (ПЛА): влияние угла растра и ненулевых средних напряжений. Междунар. Дж. Усталость 126, 319–326. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2019.05.014
CrossRef Full Text | Google Scholar
Фейкс Т. , Ромеро Дж., Эк С. Х., Шмидмайер Х. и Крагич Д. (2013). Метрика для сравнения антропоморфных движений искусственных рук. IEEE Trans. Робот . 29, 82–93. doi: 10.1109/TRO.2012.2217675
CrossRef Full Text | Google Scholar
Фейкс Т., Ромеро Дж., Шмидмайер Х., Доллар А. М. и Крагич Д. (2016). Таксономия хватки типов человеческой хватки. IEEE Trans. Гум. Мах. Сист . 46, 66–77. doi: 10.1109/THMS.2015.2470657
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Грин С., Липсон Д., Соэ А. Х. и Меркадо А. (2016). Проектирование и производство масштабируемого протеза руки с использованием аддитивного производства . Дипломная работа для Ворчестерского политехнического института, Вустер, Массачусетс.
Гриффет, Дж. (2016). Ампутация и протезирование у детей. Ортоп. Трауматол . 102, 161–175. doi: 10.1016/j.otsr.2015.03.020
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Холлквист, Дж. О. (1993). LS-DYNA3D Теоретическое руководство . Ливермор, Калифорния: Livermore Software Technology Corporation.
Google Scholar
Хеммати М. А., Шокоохи Х., Масуми М., Хатери С., Соруш М., Модириан Э. и др. (2015). Нарушения психического здоровья у детей и подростков, переживших послевоенные подрывы на минах. Военный. Мед. Рез . 2:30. doi: 10.1186/s40779-015-0052-3
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Хиронс Р. Р., Уильямс К. Б., Амор Р. Ф. и Дэй Х. Дж. Б. (1991). Протезирование недостаточности нижних конечностей. Протез. ортот. . 15, 112–116. doi: 10.3109/0309364
64645
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Халл, К. (1986). Устройство для изготовления трехмерных объектов методом стереолитографии . Патенты Google. Патент США 4 575 330, Аркадия, Калифорния.
Реферат PubMed | Google Scholar
Джонс, Л. А., и Ледерман, С. Дж. (2006). Функция руки человека, Vol. 1 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. doi: 10.1093/acprof:oso/9780195173154.001.0001
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Капанджи, И. А. (2016). Физиология суставов, Vol. 1 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Черчилль Ливингстон.
Google Scholar
Кеустер, Э. (2015). К-1 Рука . Доступно в Интернете по адресу: http://enablingthefuture.org/k-1-hand/ (по состоянию на 5 декабря 2018 г.).
Коркмаз М., Эрбахчечи Ф., Ульгер О. и Топуз С. (2012). Оценка функциональных возможностей детей с приобретенной и врожденной ампутацией верхних конечностей. Акта Ортоп. травматол. Турсика 46, 262–268. doi: 10.3944/AOTT.2012.2631
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Кребс, Д. Э., Эдельштейн, Дж. Э., и Торнби, Массачусетс (1991). Протезирование детей с дефектами конечностей. Физ. Номер . 71, 920–934. doi: 10.1093/ptj/71.12.920
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Куикен, Т. А., Миллер, Л. А., Тернер, К., и Харгроув, Л. Дж. (2016). Сравнение управления распознаванием образов и прямого управления трансрадиальным протезом с несколькими степенями свободы. IEEE J. Перевод. англ. Здоровье Мед . 4, 1–8. doi: 10.1109/JTEHM.2016.2616123
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Масада К., Цуюгучи Ю., Кавабата Х., Каваи Х., Тада К. и Оно К. (1986). Врожденные пороки развития конечностей: анализ 523 случаев. J. Педиатр. Ортоп . 6, 340–345. doi: 10.1097/01241398-198605000-00015
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Маккечни, П.С., и Джон, А. (2014). Тревога и депрессия после травматической ампутации конечности: систематический обзор. Травма 45, 1859–1866. doi: 10.1016/j.injury.2014.09.015
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Моллика Ф. и Амброзио Л. (2009 г.). Метод конечных элементов для проектирования биомедицинских устройств . Милан: Springer Milan, 31–45. doi: 10.1007/978-88-470-1195-3_3
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Негрелло Ф., Стюарт Х. С. и Каталано М. Г. (2020). Руки в реальном мире. Фронт. Робот. АИ 6:147. doi: 10.3389/frobt.2019.00147
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Оуэн, Дж. (2017). Путь Кама, напечатанный на 3D-принтере . Доступно в Интернете по адресу: http://enablingthefuture.org/2017/08/20/cams-3d-printed-hand-journey/ (по состоянию на 2 декабря 2018 г.).
Врачи за права человека (2015 г.). Медицинское сообщество Сирии подвергается нападению . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
Пиили, Х., Хаппонен, А., Вайсто, Т., Венкатараманан, В., Партанен, Дж., и Салминен, А. (2015). Оценка стоимости лазерно-аддитивного производства нержавеющей стали. Физ. Процедура . 78, 388–396. doi: 10.1016/j.phpro.2015.11.053
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Резник Л., Аклюш Ф., Борджиа М., Латлиф Г. и Филлипс С. (2019 г.). Управление распознаванием образов ЭМГ руки Deka: влияние на оценки пользователей удовлетворенности и удобства использования. IEEE J. Перевод. англ. Здоровье Мед . 7, 1–13. doi: 10.1109/JTEHM.2018.2883943
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Резник Л., Меуччи М. Р., Либерман-Клингер С., Фантини К., Келти Д. Л., Дисла Р. и др. (2012). Усовершенствованные протезы верхних конечностей: значение для протезной реабилитации верхних конечностей. Арх. физ. Мед. Реабилитация . 93, 710–717. doi: 10.1016/j.apmr.2011.11.010
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Рикенбахер Л., Спирингс А. и Вегенер К. (2013). Интегрированная модель затрат для селективного лазерного плавления (SLM). Быстрый прототип. Дж . 19, 208–214. doi: 10.1108/13552541311312201
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Санта-Барбара, Дж. (2006). Влияние войны на детей и необходимость положить конец войне. хорват. Мед. Дж . 47, 891–894.
Реферат PubMed | Google Scholar
Шотландия, Т., и Голуэй, Х. (1983). Многолетнее наблюдение за детьми с врожденными и приобретенными дефектами верхних конечностей. Дж. Хирург костного сустава . 65-Б, 346–349. doi: 10.1302/0301-620X.65B3.6841409
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Салливан, М., О, Б., и Тейлор, И. (2017). 3d печатный протез руки. Класс проектирования машиностроения, 65. Доступно в Интернете по адресу: https://openscholarship.wustl.edu/mems411/65 (по состоянию на октябрь 2018 г.).
тен Кейт Дж., Смит Г. и Бридвельд П. (2017). Протезы верхних конечностей, напечатанные на 3D-принтере: обзор. Инвалид. Реабилитация . 12, 300–314. doi: 10.1080/17483107.2016.1253117
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Тиан Л., Магненат Тальманн Н., Тальманн Д. и Чжэн Дж. (2017). Изготовление напечатанной на 3D-принтере легкой роботизированной руки-гуманоида с тросовым приводом. Фронт. Робот. АИ 4:65. doi: 10.3389/frobt.2017.00065
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Совет Безопасности Генеральной Ассамблеи ООН (2018 г.). Дети и вооруженный конфликт — Доклад Генерального секретаря . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций.
Министерство юстиции США (2010 г.). Руководство по стандартам ADA 2010 для доступного дизайна ADA . Доступно в Интернете по адресу: https://www.ada.gov/regs2010/2010ADAStandards/Guidance_2010ADAStandards_prt.pdf (по состоянию на 2 декабря 2018 г.).
ван дер Риет Д., Стопфорт Р., Брайт Г. и Дигель О. (2013). «Обзор и сравнение протезов верхних конечностей», в 2013 Africon (Пуэнт-о-Пимент), 1–8. doi: 10.1109/AFRCON.2013.6757590
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Vannah, W.M., Davids, J.R., Drvaric, D.M., Setoguchi, Y., and Oxley, B.J. (1999). Исследование функций у детей с поражением нижних конечностей. Протез. ортот. . 23, 239–244. doi: 10.3109/0309364990
40
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Vasluian, E., van der Sluis, C.K., van Essen, A.J., Bergman, JEH, Dijkstra, P.U., Reinders-Messelink, H.A., et al. (2013). Распространенность врожденных дефектов конечностей в северных Нидерландах: 30-летнее популяционное исследование. BMC Опорно-двигательный аппарат. Беспорядок . 14:323. doi: 10.1186/1471-2474-14-323
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Вуяклия И. и Фарина Д. (2018). 3D-печатные протезы верхних конечностей. Эксперт Преподобный Мед. Дев . 15, 505–512. doi: 10.1080/17434440.2018.1494568
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Wood, S. (2014) Flexy Hand 2. Доступно в Интернете по адресу: http://enablingthefuture.org/upper-limb-prosthetics/the-flexy-hand/ (по состоянию на 2 декабря 2018 г.).
Зунига, Дж. (2015). Зверь-киборг с увеличенным движением запястья . Доступно в Интернете по адресу: http://www.cyborgbeast.org/devices/ (по состоянию на 2 декабря 2018 г.).
Реферат PubMed | Google Scholar
Каковы преимущества и недостатки 3D-печати?
3D-печать, также известная как аддитивное производство, становится популярной среди производителей. Спрос растет из-за некоторых революционных преимуществ, которые он может предоставить. Как и почти все технологии, она имеет свои недостатки, которые необходимо учитывать.
Эта страница призвана помочь в процессе выбора. Мы рассмотрим все преимущества и недостатки 3D-печати.

Этот производственный процесс предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами производства. Эти преимущества включают, среди прочего, те, которые связаны с дизайном, временем и стоимостью.
1. Гибкий дизайн
3D-печать позволяет разрабатывать и печатать более сложные конструкции, чем традиционные производственные процессы. Более традиционные процессы имеют конструктивные ограничения, которые больше не применяются при использовании 3D-печати.
2. Быстрое прототипирование
3D-печать позволяет изготавливать детали в течение нескольких часов, что ускоряет процесс прототипирования. Это позволяет каждому этапу проходить быстрее. По сравнению с механической обработкой прототипов, 3D-печать недорога и позволяет быстрее создавать детали, поскольку деталь может быть изготовлена за несколько часов, что позволяет выполнять каждую модификацию конструкции с гораздо более высокой скоростью.
3. Печать по запросу
Печать по запросу — еще одно преимущество, поскольку в отличие от традиционных производственных процессов не требуется много места для хранения запасов. Это экономит место и затраты, поскольку нет необходимости печатать массово, если в этом нет необходимости.
Все файлы 3D-дизайна хранятся в виртуальной библиотеке, поскольку они печатаются с использованием 3D-модели в виде файла CAD или STL, это означает, что их можно найти и распечатать при необходимости. Редактирование проектов может быть выполнено с очень низкими затратами путем редактирования отдельных файлов без потери устаревших запасов и инвестиций в инструменты.
4. Прочные и легкие детали
Основным материалом для 3D-печати является пластик, хотя некоторые металлы также могут использоваться для 3D-печати. Тем не менее, пластмассы имеют преимущества, поскольку они легче, чем их металлические эквиваленты. Это особенно важно в таких отраслях, как автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность, где малый вес является проблемой и может обеспечить большую эффективность использования топлива.
Кроме того, детали могут быть созданы из специально подобранных материалов для придания определенных свойств, таких как термостойкость, повышенная прочность или водоотталкивающие свойства.
5. Быстрое проектирование и производство
В зависимости от конструкции и сложности детали 3D-печать может печатать объекты в течение нескольких часов, что намного быстрее, чем формованные или обработанные детали. Не только изготовление детали может обеспечить экономию времени за счет 3D-печати, но и процесс проектирования может быть очень быстрым благодаря созданию файлов STL или CAD, готовых к печати.
6. Минимизация отходов
Для производства деталей требуются только материалы, необходимые для самой детали, с небольшими потерями или без них по сравнению с альтернативными методами, которые вырезаются из больших кусков материалов, не подлежащих вторичной переработке. Этот процесс не только экономит ресурсы, но и снижает стоимость используемых материалов.
7. Экономичность
Будучи одностадийным производственным процессом, 3D-печать экономит время и, следовательно, расходы, связанные с использованием различных машин для производства. 3D-принтеры также можно настроить и оставить для выполнения задания, а это означает, что нет необходимости постоянно присутствовать операторам. Как упоминалось выше, этот производственный процесс также может снизить затраты на материалы, поскольку он использует только количество материала, необходимое для самой детали, с небольшими потерями или без них. Хотя оборудование для 3D-печати может быть дорогим, вы даже можете избежать этих затрат, передав свой проект компании, предоставляющей услуги 3D-печати.
8. Простота доступа
3D-принтеры становятся все более и более доступными, поскольку все больше местных поставщиков услуг предлагают услуги аутсорсинга для производственных работ. Это экономит время и не требует больших транспортных расходов по сравнению с более традиционными производственными процессами, производимыми за границей в таких странах, как Китай.
9. Безвредность для окружающей среды
Поскольку эта технология снижает количество отходов используемого материала, этот процесс по своей сути является экологически безопасным. Однако экологические преимущества расширяются, если учесть такие факторы, как повышение эффективности использования топлива за счет использования легких деталей, напечатанных на 3D-принтере.
10. Advanced Healthcare
3D-печать используется в медицине для спасения жизней путем печати органов человеческого тела, таких как печень, почки и сердце. Дальнейшие разработки и использование разрабатываются в секторе здравоохранения, обеспечивая одни из самых больших достижений в использовании технологии.
Как и почти в любом другом процессе, у технологии 3D-печати также есть недостатки, которые следует учитывать, прежде чем использовать этот процесс.
1. Ограниченное количество материалов
В то время как 3D-печать позволяет создавать предметы из различных пластиков и металлов, доступный выбор сырья не является исчерпывающим. Это связано с тем, что не все металлы или пластмассы могут иметь достаточную температуру для 3D-печати. Кроме того, многие из этих печатных материалов не могут быть переработаны, и очень немногие из них безопасны для пищевых продуктов.
2. Ограниченный размер сборки
В настоящее время 3D-принтеры имеют небольшие камеры печати, которые ограничивают размер печатаемых деталей. Все, что крупнее, нужно будет распечатать отдельными частями и соединить вместе после изготовления. Это может увеличить затраты и время для больших деталей из-за того, что принтеру необходимо напечатать больше деталей, прежде чем для их соединения будет использован ручной труд.
3. Постобработка
Несмотря на то, что большие детали требуют постобработки, как упоминалось выше, большинство деталей, напечатанных на 3D-принтере, нуждаются в той или иной форме очистки, чтобы удалить опорный материал из конструкции и сгладить поверхность для достижения требуемой отделки. Используемые методы последующей обработки включают гидроабразивную обработку, шлифование, химическое замачивание и ополаскивание, воздушную или тепловую сушку, сборку и другие. Объем необходимой постобработки зависит от таких факторов, как размер производимой детали, предполагаемое применение и тип технологии 3D-печати, используемой для производства. Таким образом, в то время как 3D-печать позволяет быстро производить детали, скорость производства может быть замедлена постобработкой.
4. Большие объемы
Стоимость 3D-печати является статической, в отличие от более традиционных методов, таких как литье под давлением, где производство больших объемов может быть более рентабельным. Хотя первоначальные инвестиции в 3D-печать могут быть ниже, чем в другие методы производства, после масштабирования для производства больших объемов для массового производства стоимость единицы продукции не снижается, как при литье под давлением.
5. Структура детали
С помощью 3D-печати (также известной как аддитивное производство) детали производятся послойно. Хотя эти слои сцепляются друг с другом, это также означает, что они могут расслаиваться при определенных напряжениях или ориентации. Эта проблема более серьезна при производстве изделий с использованием моделирования наплавления (FDM), в то время как многоструйные и многоструйные детали также имеют тенденцию быть более хрупкими. В некоторых случаях может быть лучше использовать литье под давлением, поскольку оно создает однородные детали, которые не будут разделяться и ломаться.
6. Сокращение производственных рабочих мест
Другим недостатком 3D-технологии является потенциальное сокращение человеческого труда, поскольку большая часть производства автоматизирована и выполняется принтерами. Тем не менее, многие страны третьего мира полагаются на рабочие места с низкой квалификацией, чтобы поддерживать свою экономику, и эта технология может поставить под угрозу эти производственные рабочие места, сократив потребность в производстве за границей.
7. Неточности проектирования
Другая потенциальная проблема с 3D-печатью напрямую связана с типом используемого оборудования или процесса, поскольку некоторые принтеры имеют более низкие допуски, а это означает, что конечные детали могут отличаться от исходного дизайна. Это можно исправить в постобработке, но нужно учитывать, что это еще больше увеличит время и стоимость производства.
8. Вопросы авторского права
По мере того, как 3D-печать становится все более популярной и доступной, у людей появляется все больше возможностей создавать поддельные и контрафактные продукты, и отличить их будет практически невозможно. Это имеет очевидные проблемы с авторским правом, а также с контролем качества.
Получить дополнительную консультацию по 3D-печати
Нужна помощь, чтобы определить, подходит ли вам 3D-печать?
Свяжитесь с нашей командой ведущих мировых экспертов с более чем 20-летним опытом работы в области аддитивного производства.
Наши эксперты по технологиям помогают нашим клиентам применять правильный технологический процесс в зависимости от требований каждого человека или компании:
[email protected]
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Роль 3D-печати В документе The Design And Manufacture Of Prosthetic Devices
By Atin Angrish
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США определяет протезы как категорию медицинских устройств, предназначенных для замены отсутствующих частей тела либо внутри, либо на поверхности тела. Таким образом, в эту категорию могут входить как внешние протезы, такие как протезы конечностей, так и внутренние, такие как устройства для замены суставов.
Протезы могут быть довольно дорогими, что обусловлено расходами, связанными с нормативными требованиями, ценами на передовые материалы, используемые в устройствах, и больничными расходами. Хотя медицинская страховка может частично покрывать эти расходы, итоговый баланс все же может быть относительно высоким, особенно в Соединенных Штатах.
Еще одна серьезная проблема с протезами, доступными сегодня на рынке, заключается в недостатке комфорта, особенно при использовании внешних протезов. Обычно новому пациенту требуется до двух лет, чтобы привыкнуть к ощущениям от своего протеза. Ношение внешних протезов в течение долгих часов непрерывно часто бывает затруднительным и болезненным. Многих пациентов также смущает внешний вид внешних протезов.
В этой статье мы рассмотрим современные методы, используемые для изготовления протезов, и оценим, какие преимущества можно получить, используя 3D-печать для решения вышеупомянутых проблем.
Рынок протезов
Протезирование представляет собой один из самых прибыльных потенциальных сегментов рынка для 3D-печати, также известной как аддитивное производство (AM). Как я уже говорил в своей предыдущей статье из этой серии, число людей среднего возраста, нуждающихся в медицинских имплантатах, включая протезы, резко возросло за последнее десятилетие.
На рынке производства протезов доминирует несколько компаний, таких как Otto Bock Healthcare, Fillauer, Ohio Willow Wood и Hanger Ortheopedics. Вместе они составляют почти всю долю рынка протезов США. Эти компании долгое время были доминирующими игроками на этом рынке и смогли сдержать конкуренцию. Помимо жесткой конкуренции, еще одной серьезной проблемой, с которой сталкиваются потенциальные новые участники рынка, является высокая стоимость разрешений и патентов FDA.
Благодаря относительно постоянному количеству поставщиков и растущему спросу стоимость протезов и ортопедических устройств выросла, а не снизилась. (Если учесть инфляцию, цены почти такие же, как и десять лет назад.) Из-за отсутствия доступа к необходимым методологиям инструментов, большинство из которых запатентовано крупными игроками, инновации в этом секторе были довольно медленными.
Наиболее быстро растущими сегментами ортопедических имплантатов являются коленный, тазобедренный и локтевой (хотя использование черепных имплантатов также увеличивается).
Традиционное производство: преимущества и недостатки
Несмотря на то, что существует множество типов протезов, доступных для различных частей человеческого тела, мы сосредоточим наше обсуждение на наиболее распространенных: нижних конечностях (бедрах, ногах и стопах). ), верхние конечности (кисти и предплечья) и черепно-лицевые имплантаты.
Большинство протезов изготавливается с использованием традиционных субтрактивных технологий, включая широкое использование автоматизированного проектирования и технологий производства. Такие протезы, как коленные или тазобедренные имплантаты, требуют высокоточной механической обработки очень твердых металлов или керамики. Это приводит к огромному потреблению энергии и материальным отходам.
Разработка протезов, которые можно увидеть снаружи тела, часто требует использования материалов, которые не только внешне похожи на кожу человека, но и соответствуют прочности части тела.
В погоне за эффективностью производства и экономией за счет масштаба, в сочетании с ограничениями существующих производственных технологий, многие производители протезов выбрали подход «несколько моделей для всех». По сути, они имеют несколько различных стандартных размеров и, в случае внешних протезов, имеют нейтральный внешний вид (с точки зрения цвета, прочности, текстуры и т. д.). Они используют эти шаблоны для изготовления тысяч протезов каждый год.
Хотя это может быть выгодной стратегией для производителя, конечные пользователи часто должны довольствоваться наилучшей доступной посадкой в соответствии с их конструкцией. Это приводит к нескольким проблемам:
Комфорт: Внешние протезы устанавливаются с помощью ремней. Часто эти устройства имеют чашеобразную форму на одном конце, где устройство надевается на культю пациента. Эти чашки снова производятся серийно и имеют стандартный дизайн. В результате концентрация нагрузки от веса тела пациента на чашках приводит к тому, что эти протезы становятся неудобными и даже болезненными.
Старение: Многим пациентам приходится менять протезы по мере их роста. Например, ребенку, родившемуся без функционального запястья, потребуется замена протеза руки не менее четырех раз, прежде чем он достигнет физической зрелости. Это приводит к чрезмерным расходам со стороны родителей ребенка. В результате многие родители (особенно в развивающихся странах) ждут, пока ребенок вырастет, прежде чем приобретать ему протез.
Эстетика: Часто трудно достичь симметрии между частями тела при использовании внешних протезов. Кроме того, людям нужны максимально «естественные» протезы, которые выглядят и функционируют, например, как человеческая рука, а не как роботизированные клещи.
3D-печать и ее потенциальное влияние
AM быстро становится одним из крупнейших достижений в области протезирования и ортопедии. Возможность изготовления индивидуальных имплантатов чрезвычайно ценна в современном мире персонализированной медицины и в ситуациях, когда стоимость является важным фактором.
Технологии 3D-печати для протезов включают в себя обычную стереолитографию, селективное лазерное спекание и процессы электронно-лучевого плавления (EBM), а в некоторых случаях даже моделирование наплавления. Эти подходы хорошо зарекомендовали себя и довольно легко доступны. EBM — это запатентованный процесс, запатентованный Arcam AB, и один из предпочтительных методов AM для имплантатов на основе титана.
В зависимости от требований конечного пользователя возможно изготовление индивидуального протеза в соответствии с требуемыми параметрами, такими как прочность, качество поверхности и внешний вид (если применимо). Например, для протеза тазобедренного сустава потребуется шаровой шарнир с одной из пяти комбинаций материалов для шарового шарнира и гнезда соответственно: металл-металл, металл-керамика, металл-полимер, керамика-полимер и керамика на керамике. Керамика включает оксид алюминия и диоксид циркония. Металлы обычно представляют собой твердые стали, титановые сплавы и сетки. Если речь идет о полимере, то обычно это полиуретан.
Достигнут прогресс в использовании биополимеров, таких как полимолочная кислота (PLA), 3-фосфоглицериновая кислота (PGA) и композиты PLA-PGA, а также других композитов, таких как полиэфиркетон (PEEK) и полиэфиркетонкетон ( PEKK) для использования в AM. Это поможет в производстве готовых к использованию имплантатов. Однако на сегодняшний день FDA довольно медленно одобряет использование материалов, отличных от PLA и PGA, в имплантатах, которые остаются внутри тела.
Общий метод, предлагаемый для изготовления индивидуальных протезов с использованием 3D-печати, показан на рисунке ниже.
Несмотря на то, что процесс кажется довольно простым, есть несколько сопутствующих осложнений, таких как нежелательные артефакты в данных сканирования, ограниченная доступность биобезопасных материалов и отсутствие отраслевых стандартов, касающихся аддитивного производства. Эти сложности открыли новые возможности, особенно в области преобразования данных сканирования и проектирования протезов. Важно отметить, что несколько крупных производителей продвигают использование 3D-печати для протезирования. Это может быть связано с их значительными инвестициями в существующую производственную инфраструктуру.
Развитие технологий 3D-печати
Давайте теперь рассмотрим несколько тематических исследований, связанных с производством протезов и имплантатов с использованием AM в некоммерческих и лабораторных условиях. Некоторые крупные прорывы в этой области связаны не непосредственно с самой технологией 3D-печати, а с такими связанными с ней элементами, как материалы и программное обеспечение.
Несколько компаний разрабатывают программное обеспечение, специально предназначенное для 3D-печати медицинских устройств. Некоторые из наиболее популярных брендов — Materialise, Within Medical Software и netfabb. Из них предложения Materialise и Within Medical специально предназначены для приложений биомедицинского дизайна. Программный пакет Materialise под названием Mimics позволяет пользователям восстанавливать и очищать отсканированные файлы DICOM, преобразовывать их в формат STL (предпочтительный формат для 3D-печати) и нарезать файлы. Программное обеспечение Medical выполняет аналогичные функции, наряду с оптимизацией и анализом методом конечных элементов, для разработки индивидуальных протезов, подходящих для остеоинтеграции. Несколько других бесплатных программных платформ с открытым исходным кодом, таких как InVesalius, MeshLab и Blender, также используются для биомедицинских приложений как компаниями, так и исследователями.
Говоря об исследованиях, многочисленные проекты продемонстрировали создание и внедрение 3D-печатных пользовательских протезов, как правило, с таким же или лучшим уровнем успеха по сравнению с коммерчески доступными продуктами. Двумя самыми известными недавними примерами были имплантаты, полностью заменяющие череп, и проект Robohand. Эти два проекта широко освещались в популярных СМИ, повышая осведомленность общественности о потенциале АМ в протезировании. Также было достигнуто добавление миоэлектрических систем к 3D-печатной руке. Это многообещающая область исследований, которая в случае успеха откроет новую эру недорогих протезов.
Будущее протезов, напечатанных на 3D-принтере
Быстрое развитие аддитивных технологий, распространение инструментов проектирования и появление сторонних поставщиков услуг 3D-печати привели к созданию точно в срок и недорогого индивидуального производства. парадигмы во всех отраслях промышленности. Тем не менее, применение AM для протезирования крупными производителями остается несколько отдаленным. Большинство реализаций технологии классифицируются как экспериментальные процедуры.
Существует несколько возможных причин задержки перехода на технологию AM в протезировании. К ним относятся непонимание процессов АМ, низкая скорость одобрения FDA новых биосовместимых материалов АМ и лояльность врачей к знакомым маркам протезов. Тем не менее, 3D-печать и ее приложения в настоящее время являются частью дискурса дизайна почти во всех отраслях, включая медицину, и признание этой технологии растет. Хотя медицинскому сообществу потребуется больше времени, чтобы полностью освоиться с идеей протезов на основе AM, это произойдет в ближайшее время.