Self-taught father develops customized 3D printed hydraulic prosthetic for two-year old amputee son, avoiding wait for state-developed version

Design and production of 3D printed hydraulic prosthetic enables cost savings of up to 76%, as well as time savings in design and production of 90% compared to traditional methods

Minneapolis & Rehovot, Israel, March 1 2017 — Stratasys Ltd. (Nasdaq:SSYS), the 3D printing and additive manufacturing solutions company, today announced that its multi-material, multi-color PolyJet 3D printing technology has enabled Ben Ryan, founder of Ambionics, to create a fully-functioning 3D printed hydraulic prosthetic for his two year old son, Sol.

Researching infant development with prosthetics, Ben Ryan has developed a unique prosthetic for infants to wear, enabling a more natural acceptance of prosthetic arms for young children. An unparalleled innovation within this sphere of the medical field, the customized design and production of the 3D printed hydraulic prosthetic has delivered cost savings of up to 76%, as well as time savings in design and production of 90%, compared to traditional methods of manufacture. This crucially permits prosthetics to be used at an earlier developmental stage.

When Ben’s son, Sol, was born in March 2015, complications resulted in the amputation of his lower left arm. Although able to keep approximately one inch of his lower arm, Sol would have to wait three years for a myoelectric prosthetic from the NHS*, and one year before a cosmetic, non-functional prosthesis would be fitted. Ben saw his son losing responsiveness and acceptance of his left arm, and decided to act.

Having undertaken extensive research into infant development, Ben saw that higher rejection rates occur when children are fit after the age of two years** and that early fitting of functional devices correlates with continued prosthetic use throughout childhood. Another study*** also found that children fitted before two years of age tend to accept their powered prosthesis more than those fitted after two years. With this in mind, Ben first designed a foam arm for his son, and later a hydraulic prosthetic, enabling Sol to move his thumb on his own.

Ben designed and created his 3D printed hydraulic prosthetic arm on the Stratasys Connex 3D Printer. First practicing with prototypes of his design, Ben 3D printed flexible actuators and a power-splitting unit (double acting helical bellow or DAHB) for the prosthetic. According to Ben, the DAHB unit enables the wearer to open and close the thumb in manual mode or with assistive power (using compressed air or a hydraulic pump and reservoir), but the grip continues to operate manually in the event of power interruption.

“The success of my patented DAHB mechanism draws on the advanced capabilities of the Stratasys Connex Printer – the ability to combine rigid and soft materials in a single print was vital to the success of the design,” explains Ben. “We were fortunate enough to have access to this technology, which enabled us to 3D print a prototype arm so quickly and cost-effectively. In founding Ambionics, it’s now my goal to ensure that other limb deficient children like my son are not faced with the current constraints and delays of traditional prosthetic manufacture.”

To develop the design for the prosthetic, Ben relied on the use of Autodesk Fusion 360.

“This is a very innovative and ambitious project and it’s been inspiring to work with Ben on it,” says Paul Sohi, a product design expert at Autodesk. “It is amazing that despite Ben having no real background in product design, he’s effectively taught himself enough to create something that will not only help his own son Sol, but in Ambionics, potentially others facing the same challenges too.”

As well as its lightweight 3D printed design that weighs less than traditional myoelectric alternatives, the hydraulic prosthetic is body-powered and enables infants to grow accustomed to their “arm” earlier than traditional fittings. The ability to operate without the need for any electronic devices or batteries is unique to the Ambionics design and mitigates the risk of injury.

Scan of the arm to wearable prosthetic in just five days

While the NHS takes 11 weeks to convert the plaster cast of the arm into a wearable prosthetic, Ben Ryan was able to produce the prosthetic in only five days. With the flexibility to keep the scan on file, the digital copy allows replacement prosthetics to be easily produced through 3D printing.

“Essentially the entire prosthetic is 3D printed,” Ben adds. “Only Stratasys’ strong rubber-like and dissolvable support 3D printing materials make production and use of the DAHB units possible. The internal cavities are complex and it would be impossible to remove the support material using mechanical means. The materials must also be strong yet flexible as they are used to transmit fluid pressure to operate the grip.”

Having patented its DAHB technology inside the prosthetic, Ambionics is aiming to offer the service to healthcare providers worldwide. Continuing its research and testing into infant development with prosthetics, the company is starting a Crowdfunding campaign on March 1^st to enable medical device usability trials, which are required before seeking authorization to launch the product into the market.

“This case is indicative of 3D printing’s ability to improve lives by overcoming the traditional barriers of low-volume manufacturing,” says Scott Rader, General Manager, Healthcare Solutions, Stratasys. “We continue to support and enable innovators like Ben to bring customization to mainstream prosthetics manufacture,” he concludes.

*UK National Health Service

**J Prosthet Orthot. 2005;17:119–124

***Toda M, Chin T, Shibata Y, Mizobe F (2015) Use of Powered Prosthesis for Children with Upper Limb Deficiency at Hyogo Rehabilitation Center. PLoS ONE 10(6): e0131746. doi:10.1371/journal.pone.0131746

Un père autodidacte conçoit une prothèse hydraulique imprimée en 3D, personnalisée pour son fils amputé de deux ans, sans devoir attendre une solution extérieure

La conception et la fabrication de prothèses hydrauliques imprimées en 3D permettent de réduire les coûts et les délais de 76 % et 90 % respectivement par rapport aux méthodes traditionnelles.

Minneapolis et Rehovot, Israël, 7 mars 2017 — Stratasys Ltd. (Nasdaq:SSYS), le fournisseur de solutions d’impression 3D et de fabrication additive, a annoncé que sa technologie d’impression 3D PolyJet multi-matériaux et multi-couleurs avait permis à Ben Ryan, fondateur de la société Ambionics, de créer une prothèse hydraulique imprimée en 3D totalement fonctionnelle pour Sol, son fils de deux ans.

Les recherches effectuées par Ben Ryan sur le développement des enfants portant une prothèse l’on conduit à concevoir un modèle unique mieux accepté par les plus jeunes. Cette innovation sans précédent dans le secteur médical a permis de concevoir et de produire une prothèse hydraulique imprimée en 3D en réduisant les coûts et les délais de production de 76 % et 90 % respectivement, par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Cette avancée essentielle permet une utilisation des prothèses à un stade plus précoce du développement.

Lorsque Sol, le fils de Ben, est né en mars 2015, des complications se sont soldées par l’amputation de son avant-bras gauche. Ayant conservé quelques centimètres de son avant-bras, Sol aurait dû attendre trois ans pour obtenir une prothèse myoélectrique de la NHS* ou une année pour une prothèse esthétique non fonctionnelle. Constatant chez son fils une perte de réactivité et d’acceptation de son bras gauche, Ben a décidé d’agir.

Ayant entrepris des recherches approfondies sur le développement des bébés, Ben a constaté que les niveaux élevés de rejet survenaient lorsque la prothèse était installée après l’âge de deux ans**. Par contre, une installation précoce de dispositifs fonctionnels favorise l’acceptation d’une prothèse tout au long de l’enfance. Selon une autre étude***, les enfants équipés avant l’âge de deux ans présentaient un taux d’acceptation de leur prothèse motorisée plus élevé que ceux qui l’étaient après deux ans. Sachant tout cela, Ben a tout d’abord conçu un bras en mousse pour son fils, puis une prothèse hydraulique qui permet à Sol de bouger son pouce.

Ben a conçu et créé sa prothèse de bras hydraulique imprimée en 3D sur l’imprimante 3D Connex de Stratasys. Il a commencé par travailler avec des prototypes, pour imprimer en 3D des actionneurs flexibles et une unité de répartition de la puissance (un soufflet hélicoïdal à double effet ou SHDE) pour la prothèse. Selon Ben, l’unité SHDE permet au porteur d’ouvrir et de fermer le pouce en mode manuel ou assisté (avec de l’air comprimé ou une pompe hydraulique et un réservoir), mais la préhension manuelle reste possible en cas de panne du dispositif d’assistance.

Selon Ben, « le succès de mon mécanisme SHDE breveté tire parti des capacités avancées de l’imprimante Connex de Stratasys : la possibilité de combiner des matériaux rigides et flexibles en une seule impression a été cruciale pour le succès du projet ». « Nous avons eu la chance de pouvoir disposer de cette technologie pour imprimer en 3D un prototype de bras très rapidement et à moindre coût. En fondant Ambionics, mon but est d’éviter à d’autres enfants avec des problèmes similaires de faire face aux délais et contraintes liés à la fabrication des prothèses traditionnelles ».

Pour concevoir la prothèse, Ben a utilisé le logiciel Autodesk Fusion 360.

« Il s’agit d’un projet totalement innovateur et très ambitieux, et la collaboration avec Ben a été passionnante », déclare Paul Sohi, un spécialiste de la conception de produit chez Autodesk. « C’est incroyable de voir comment, sans aucune expérience dans la conception de produits, Ben a été capable d’acquérir les connaissances suffisantes pour créer un dispositif qui aidera non seulement son fils Sol, mais aussi, à travers Ambionics, d’autres enfants qui se trouvent dans une situation similaire ».

La prothèse hydraulique imprimée en 3D est non seulement plus légère que les solutions myoélectriques traditionnelles, mais elle est alimentée par le corps et permet aux jeunes enfants de s’habituer à leur « bras » à un stade plus précoce. La capacité de fonctionner sans recourir à des dispositifs électroniques ou à des batteries est une réussite propre à la conception d’Ambionics et réduit les risques de lésion.

De la numérisation du bras à la prothèse portable en cinq jours seulement

Alors qu’il faut à la NHS 11 jours pour convertir le moulage en plâtre du bras en prothèse portable, Ben Ryan n’a mis que cinq jours pour fabriquer la sienne. Grâce à la possibilité de conserver un fichier de la numérisation, la copie électronique facilite la production des prothèses au moyen de l’impression 3D.

« La quasi-totalité de la prothèse est imprimée en 3D », ajoute Ben Ryan. « Les matériaux d’impression 3D solubles et de type caoutchouc de Stratasys ont rendu possibles la production et l’utilisation des unités SHDE. Les cavités internes sont complexes et il aurait été impossible de retirer le matériau de support par des moyens mécaniques. Les matériaux doivent être robustes, mais aussi assez flexibles pour transmettre la pression permettant d’opérer la préhension ».

En brevetant sa technologie SHDE intégrée à la prothèse, Ambionics souhaite proposer ce service aux prestataires de soins de santé dans le monde entier. La société poursuit ses recherches et ses essais sur le développement des bébés équipés de prothèses. Elle a lancé une campagne de crowdfunding le 1^er mars pour réaliser des tests d’utilisation de l’équipement médical, indispensables avant d’obtenir l’autorisation de commercialisation du produit.

« Cette histoire illustre la capacité de l’impression 3D à améliorer la qualité de vie en surmontant les barrières traditionnelles de la fabrication en faible volume », affirme Scott Rader, directeur général des solutions pour le secteur de la santé chez Stratasys. « Nous continuons à soutenir les innovateurs comme Ben et à les aider à démocratiser la personnalisation des prothèses », ajoute-t-il pour conclure.

*Service national de santé du Royaume-Uni

**J Prosthet Orthot. 2005;17:119–124

***Toda M, Chin T, Shibata Y, Mizobe F (2015) Use of Powered Prosthesis for Children with Upper Limb Deficiency at Hyogo Rehabilitation Center. PLoS ONE 10(6): e0131746. doi:10.1371/journal.pone.0131746

Als Autodidakt entwickelt ein Vater eine mit 3D-Druck hergestellte hydraulische Prothese, die individuell für seinen zweijährigen amputierten Sohn angepasst ist, und vermeidet damit die Wartezeit für eine vom Staat entwickelte Version.

Das Design und die Produktion der im 3D-Druck hergestellten hydraulischen Prothese ermöglichen Kosteneinsparungen von bis zu 76 % sowie eine Zeitersparnis in Design und Produktion von 90 % im Vergleich zu den herkömmlichen Methoden.

Minneapolis und Rehovot, Israel – 10. März 2017 – Stratasys Ltd. (Nasdaq:SSYS), das Unternehmen, das Lösungen für den 3D-Druck und Additive Fertigung bietet, kündigt folgende Meldung an: Dank der PolyJet-3D-Drucktechnologie mit Multimaterial- und Multifarboptionen war es Ben Ryan (Gründer von Ambionics) möglich, eine vollständig funktionierende, hydraulische Prothese für seinen zwei Jahre alten Sohn, Sol, herzustellen.

Nachdem Ben Ryan die Entwicklung von Kindern mit Prothesen untersucht hatte, erfand er eine einzigartige Prothese, mit der Kleinkinder sich schneller und einfacher an Armprothesen gewöhnen können. Das individuell angepasste Design und die Herstellung von 3D-gedruckten hydraulischen Prothesen stellen eine unvergleichliche Innovation in diesem Bereich der Medizin dar und ermöglichen eine Kosteneinsparung von bis zu 76 %. Zudem können bei Design und Produktion 90 % der Zeit im Vergleich zu den herkömmlichen Herstellungsverfahren eingespart werden. Dies den wesentlichen Vorteil, dass die Prothesen bereits in einem frühen Entwicklungsstadium benutzt werden können.

Als Bens Sohn Sol im März 2015 geboren wurde, musste dessen linker Unterarm aufgrund von Komplikationen amputiert werden. Zwar konnten ungefähr 2,5 cm seines Unterarms erhalten bleiben, aber Sol hätte drei Jahre auf eine myoelektrische Prothese des NHS* warten müssen, und eine kosmetische, nichtfunktionale Prothese hätte erst nach einem Jahr angepasst werden können. Ben sah, dass sein Sohn allmählich die Reaktionsfähigkeit und Tauglichkeit seines linken Arms verlor und beschloss, zu handeln.

Nach einer umfangreichen Erkundung der kindlichen Entwicklung stellte Ben fest, dass bei Kindern, die nach ihrem zweiten Lebensjahr** Prothesen angepasst bekamen, höhere Abstoßungsraten auftraten, und dass die frühe Anpassung funktioneller Prothesen mit deren fortgesetzter Benutzung während der gesamten Kindheit in Zusammenhang standen. Bei einer anderen Studie*** wurde zudem festgestellt, dass Kinder, die eine Prothese mit Antrieb vor Ende ihres zweiten Lebensjahrs angepasst bekamen, diese besser akzeptierten, als danach. Unter diesen Voraussetzungen entwickelte Ben zunächst einen Schaumstoffarm für seinen Sohn, und später eine hydraulische Prothese, mit der Sol seinen Daumen selbst bewegen konnte.

Ben entwickelte und erstellte seine hydraulische, 3D-gedruckte Armprothese mit dem Connex 3D-Drucker von Stratasys. Zunächst übte Ben mit selbst entworfenen Prototypen und stellte dann mit 3D-Druck flexible Auslöser und einen Leistungssplitter (doppelt wirkenden spiralförmigen Federkörper – DAHB) für die Prothese her. Laut Ben kann der Träger mit dem DAHB-Gerät im manuellen Modus bzw. mit assistiver Kraft (mithilfe von Druckluft oder einer hydraulischen Pumpe und dem entsprechenden Reservoire) den Daumen strecken und beugen. Im Falle einer Leistungsunterbrechung lässt sich der Greifvorgang jedoch auch weiterhin manuell durchführen.

„Der Erfolg meines patentierten DAHB-Mechanismus stützt sich auf die fortschrittlichen Fähigkeiten des Connex-Druckers von Stratasys, d. h., die Möglichkeit, steife und weiche Materialien in einem einzelnen Druckvorgang zu kombinieren, war von grundlegender Bedeutung für die Funktionstüchtigkeit des Designs,” erklärte Ben. „Wir hatten das Glück, diese Technologie zur Verfügung zu haben, mit der wir schnell und kosteneffizient einen Prototyp des Arms im 3D-Druck herstellen konnten. Mit der Gründung von Ambionics möchte ich nun sicherstellen, dass andere Kinder mit fehlenden Extremitäten ebenfalls nicht den aktuellen Beschränkungen und Verzögerungen der herkömmlichen Prothesenherstellung ausgesetzt sind.”

Für die Entwicklung des Designs für die Prothese verließ sich Ben auf die Benutzung des Autodesk Fusion 360.

„Es handelt sich um ein innovatives und ehrgeiziges Projekt und es ist sehr inspirierend gewesen, mit Ben daran zu arbeiten”, meint Paul Sohi, ein Produktdesign-Experte bei Autodesk. „Es ist faszinierend, dass Ben, obwohl er keinen wirklichen Hintergrund im Produktdesign hat, effektiv autodidaktisch genügend gelernt hat, um etwas zu schaffen, das nicht nur seinem eigenen Sohn Sol helfen wird, sondern über Ambionics potenziell auch anderen Kindern mit denselben Problemen zur Verfügung stehen kann.”

Ebenso wie das leichte, 3D-gedruckte Design, das weniger wiegt als herkömmliche, myoelektrische Alternativen, ist die hydraulische Prothese körpergesteuert und ermöglicht es den Kleinkindern, sich früher als mit den herkömmlichen Prothesen an ihren „Arm” zu gewöhnen. Die Fähigkeit des Designs von Ambionics, ohne irgendwelche elektrischen Geräte oder Batterien zu funktionieren, ist einzigartig und reduziert die Verletzungsgefahr.

Vom Scan-Bild des Arms zur tragbaren Prothese in nur fünf Tagen

Während es mit dem NHS 11 Wochen dauert, bis der Gipsabdruck des Arms zu einer tragbaren Prothese verarbeitet wird, war Ben Ryan in der Lage, die Prothese in nur fünf Tagen herzustellen. Mit der Flexibilität, das Scan-Bild aufzubewahren, können mit der digitalen Kopie und 3D-Druck problemlos Ersatzprothesen hergestellt werden.

„Im Grunde wurde die gesamte Prothese 3D-gedruckt”, fügt Ben hinzu. „Nur die starken, gummiartigen und auflösbaren Stützmaterialien von Stratasys machen die Herstellung und Benutzung von DAHB-Teilen möglich. Die internen Hohlräume sind komplex und es wäre unmöglich, das Stützmaterial mit mechanischen Mitteln zu entfernen. Die Materialien müssen einerseits stark und andererseits flexibel sein, denn sie werden verwendet, um Flüssigkeitsdruck für die Greifvorgänge zu übertragen.”

Nachdem die DAHB-Technologie patentiert wurde, möchte Ambionics den Service weltweit für Dienstleister aus dem Gesundheitswesen bereitstellen. Das Unternehmen forscht und testet weiterhin an der Entwicklung von Kindern mit Prothesen. Am 1. März startet das Unternehmen eine Crowdfunding-Kampagne , die Anwendungstests medizinischer Hilfsmittel ermöglicht, um notwendige Autorisierungen genehmigt zu bekommen, um das Produkt auf den Markt zu bringen.

„Dieser Fall ist ein erneuter Beweis dafür, dass 3D-Druck das Leben der Menschen verbessern kann”, meint Scott Rader, Generaldirektor der Abteilung Lösungen für das Gesundheitswesen von Stratasys. „Wir unterstützen auch weiterhin tatkräftig innovative Unternehmer wie Ben, um eine Personalisierung in der Prothesenmassenproduktion möglich zu machen”, erklärt er.

*Britisches staatliches Gesundheitssystem

**J Prosthet Orthot. 2005;17:119–124

***Toda M, Chin T, Shibata Y, Mizobe F (2015) Use of Powered Prosthesis for Children with Upper Limb Deficiency at Hyogo Rehabilitation Center. PLoS ONE 10(6): e0131746. doi:10.1371/journal.pone.0131746

Un padre autodidatta sviluppa una protesi idraulica stampata in 3D personalizzata per il figlio di due anni amputato, evitando così l’attesa della versione fornita dallo stato

La progettazione e la produzione di protesi stampate in 3D consente di risparmiare fino al 76% sui costi e fino al 90% del tempo rispetto ai metodi tradizionali

Minneapolis e Rehovot, Israele, 10 marzo 2017 — Stratasys Ltd. (Nasdaq:SSYS), leader globale di soluzioni di stampa 3D e fabbricazione additiva, oggi ha annunciato che grazie alla tecnologia di stampa 3D PolyJet multi-materiale e multicolore, Ben Ryan, fondatore di Ambionics, è riuscito a creare una protesi stampata in 3D idraulica completamente funzionante per Sol, il figlio di due anni.

La ricerca sullo sviluppo infantile con le protesi ha portato Ben Ryan a sviluppare una protesi unica, che permette ai bambini più piccoli di accettare in modo più naturale la protesi alle braccia. La progettazione e la produzione personalizzate di protesi idrauliche stampate in 3D rappresentano un’innovazione impareggiabile all’interno di questa sfera del settore medico e hanno consentito un risparmio fino al 76%, e fino al 90%, sul tempo, rispetto ai metodi di produzione tradizionali. Si tratta di un vantaggio cruciale, che consente l’utilizzo di queste protesi in una fase più precoce dello sviluppo.

Sol, il figlio di Ben, è nato a marzo del 2015 e per una serie di complicazioni insorte alla nascita, ha dovuto subire l’amputazione dell’avambraccio sinistro. Sebbene sia stato possibile conservare una parte dell’avambraccio, Sol avrebbe dovuto attendere tre anni per ottenere dall’NHS* una protesi mioelettrica e un anno prima che gli venisse impiantata una protesi estetica, non funzionale. Ben si è reso conto che il figlio perdeva reattività e accettazione del braccio sinistro e ha deciso di agire.

Avendo intrapreso una ricerca estesa sullo sviluppo infantile, Ben ha visto che le percentuali di rigetto degli impianti effettuati dopo i due anni** erano superiori e che l’impianto precoce di dispositivi funzionali è correlato all’uso continuato delle protesi per tutta l’infanzia. Inoltre, un altro studio*** ha scoperto che i bambini sui quali si effettua l’impianto prima dei due anni d’età tendono ad accettare maggiormente la protesi rispetto a quelli sui quali l’impianto viene effettuato dopo i due anni. Tenendo presente tutto questo, Ben ha progettato per il figlio dapprima un braccio in gommapiuma e successivamente una protesi idraulica, che consentiva a Sol di muovere il pollice da solo.

Ben ha progettato e creato la protesi idraulica stampata in 3D sulla stampante 3D Connex Stratasys. Facendo dapprima pratica con i prototipi del progetto, Ben ha stampato in 3D degli attuatori flessibili e un’unità di divisione di potenza (soffietto elicoidale a doppia azione o DAHB) per la protesi. Ben sostiene che l’unità DAHB consente a chi la indossa di aprire e chiudere il pollice in modalità manuale o assistita (con l’aria compressa oppure tramite una pompa idraulica e un serbatoio), ma la presa continua a funzionare manualmente in caso di interruzione dell’alimentazione.

“Il successo del mio meccanismo DAHB brevettato si basa sulle capacità avanzate della stampante Stratasys Connex. La capacità di combinare materiali rigidi e morbidi in un’unica stampa era fondamentale per il successo del progetto”, spiega Ben. “Abbiamo avuto la fortuna di avere accesso a questa tecnologia, che ci ha permesso di stampare in 3D il prototipo di un braccio in modo rapido ed economico. Nel fondare Ambionics, il mio obiettivo ora è quello di garantire che altri bambini privi di arti come mio figlio non si trovino ad affrontare i vincoli e i ritardi attuali della produzione di protesi tradizionale”.

Per sviluppare il progetto per la protesi, Ben ha fatto affidamento sull’uso di Autodesk Fusion 360.

“Si tratta di un progetto molto innovativo e ambizioso e lavorarci con Ben è davvero fonte di ispirazione”, afferma Paul Sohi, esperto di progettazione dei prodotti di Autodesk. “È sorprendente che nonostante Ben non abbia alcun brackground reale nella progettazione di prodotti, abbia imparato da solo a creare qualcosa che aiuterà non solo suo figlio Sol, ma grazie ad Ambionics, anche altri bambini che si trovano ad affrontare le stesse difficoltà”.

Allo stesso modo del progetto stampato in 3D, caratterizzato da un peso inferiore rispetto alle alternative mioelettriche tradizionali, la protesi idraulica viene azionata dall’energia corporea e permette ai bambini più piccoli di abituarsi in anticipo alla protesi al braccio rispetto agli impianti tradizionali. La capacità di funzionare senza la necessità di dispositivi elettronici o batterie è specifica del progetto Ambionics e riduce il rischio di lesioni.

Dalla scansione del braccio alla protesi indossabile in soli cinque giorni

Mentre per convertire il calco in gesso del braccio in una protesi indossabile il sistema sanitario nazionale impiega 11 settimane, Ben Ryan è riuscito a produrre la protesi in soli cinque giorni. Grazie alla capacità di conservare la scansione in un file, la copia digitale consente di produrre rapidamente le protesi sostitutive tramite la stampa 3D.

“In sostanza è l’intera protesi a essere stampata in 3D, aggiunge Ben”. “Solo i materiali resistenti simil-gomma di Stratasys e i materiali di stampa 3D solubili del supporto rendono possibile la produzione e l’uso di unità DAHB. Le cavità interne sono complesse e sarebbe impossibile rimuovere il materiale di supporto utilizzando strumenti meccanici. Inoltre, i materiali devono essere allo stesso tempo forti e flessibili, in quanto vengono utilizzati per trasmettere la pressione del fluido per azionare la presa”.

La tecnologia DAHB di Ambionics è stata brevettata nel settore delle protesi, pertanto l’obiettivo dell’azienda è di offrire il servizio agli operatori sanitari di tutto il mondo. Proseguendo la ricerca e i test nello sviluppo infantile con le protesi, l’azienda inizierà una campagna di crowdfunding il primo ^marzo per consentire prove di usabilità dei dispositivi medici, necessarie prima di richiedere l’autorizzazione per il lancio del prodotto sul mercato.

“Questo caso è indicativo della capacità della stampa 3D di migliorare la vita grazie alla possibilità di superare le barriere tradizionali legate alla produzione di volumi ridotti”, afferma Scott Rader, responsabile generale di Healthcare Solutions, Stratasys. “Continuiamo a supportare e sostenere innovatori come Ben per portare la personalizzazione nella produzione di protesi tradizionale”, conclude.

*Servizio sanitario nazionale del Regno Unito

**J Prosthet Orthot. 2005;17:119–124

***Toda M, Chin T, Shibata Y, Mizobe F (2015) Use of Powered Prosthesis for Children with Upper Limb Deficiency at Hyogo Rehabilitation Center. PLoS ONE 10(6): e0131746. doi:10.1371/journal.pone.0131746

Padre autodidacta desarrolla una prótesis hidráulica personalizada impresa en 3D para su hijo de dos años y evita los plazos de espera de la sanidad pública

El diseño y la producción de prótesis hidráulicas impresas en 3D permite una reducción de costes de hasta el 76 % y un ahorro de tiempo del 90 % en comparación con los métodos tradicionales

Minneapolis y Rehovot, Israel, 7 de marzo de 2017 — Stratasys Ltd. (Nasdaq:SSYS), la empresa de soluciones de fabricación aditiva e impresión 3D, ha anunciado hoy que con su tecnología de impresión 3D PolyJet de múltiples materiales y colores Ben Ryan, fundador de Ambionics, ha creado una prótesis hidráulica impresa en 3D y totalmente funcional para Sol, su hijo de dos años.

Como parte de su investigación sobre el desarrollo de los niños con prótesis, Ben Ryan ha creado una exclusiva prótesis infantil que hace posible una aceptación más natural de las prótesis de brazo por parte de los niños pequeños. El diseño y la producción personalizados de la prótesis hidráulica impresa en 3D, que ha constituido una innovación incomparable dentro de este campo de la medicina, ha supuesto un ahorro de costes de hasta el 76 % y un ahorro en tiempo de diseño y producción del 90 %, en comparación con los métodos tradicionales de fabricación. Esto es un avance muy importante puesto permite usar las prótesis en una fase más temprana del desarrollo del niño.

Las complicaciones que se produjeron durante el nacimiento de Sol, el hijo de Ben, en marzo de 2015 obligaron a amputarle el brazo izquierdo. Sol pudo conservar unos 2,5 cm del brazo pero hubiera tenido que esperar tres años para conseguir una prótesis mioléctrica del Sistema nacional de salud (NHS*) y un año para una prótesis cosmética sin funcionalidad. Como Ben observó que su hijo estaba perdiendo capacidad de reacción en el brazo izquierdo, decidió actuar.

Como fruto de su exhaustiva investigación sobre el desarrollo de los niños, Ben sabía que los índices de rechazo más altos se producen después de los dos años de edad** y utilizar dispositivos funcionales antes de esa edad estaba favorecía el uso continuado de prótesis durante la infancia. Las conclusiones de otro estudio*** indicaban que los niños con prótesis colocadas antes de los dos años de edad tendían a aceptar mejor las prótesis motorizadas que los que las utilizan después de los dos años. Teniendo esto en cuenta, Ben empezó diseñando un brazo de espuma para su hijo y después una prótesis hidráulica para que Sol pudiera mover el pulgar por sí mismo.

Ben diseñó y creo su prótesis de brazo hidráulica impresa en 3D con la impresora 3D Connex de Stratasys. Ben empezó a practicar con prototipos del diseño e imprimió en 3D actuadores flexibles y una unidad de distribución de energía (fuelle helicoidal de doble acción o DAHB) para la prótesis. Según Ben, la unidad DAHB permite al usuario de la prótesis abrir y cerrar el pulgar en modo manual o con potencia asistida (aire comprimido o una bomba hidráulica y un depósito), pero la prestación de agarre sigue funcionando manualmente aunque se interrumpa el suministro de energía.

“El éxito de mi mecanismo DAHB patentado se basa en las prestaciones avanzadas de la impresora Stratasys Connex: la posibilidad de combinar materiales rígidos y blandos en una sola tirada de impresión fue esencial para sacar adelante el diseño”, explica Ben. “Tuvimos la suerte de poder acceder a esta tecnología, que nos permitió imprimir en 3D un prototipo del brazo de forma rápida y económica. El objetivo de Ambionics es garantizar que otros niños que carecen de algún miembro, como mi hijo, no tengan que enfrentarse a las limitaciones y los retrasos del proceso actual de fabricación de prótesis”.

Para desarrollar el diseño de la prótesis, Ben utilizó el software Autodesk Fusion 360.

“Se trata de un proyecto ambicioso e innovador, y ha sido muy estimulante trabajar con Ben”, comenta Paul Sohi, experto en diseño de productos de Autodesk. “Es asombroso que aunque Ben no tiene formación ni experiencia en el diseño de productos haya aprendido lo suficiente como para crear un dispositivo que, además de ayudar a su hijo Sol, puede ayudar a otros niños que se enfrenten al mismo reto”.

Al igual que el ligero diseño impreso en 3D y que pesa menos que las alternativas mioeléctricas tradicionales, la prótesis hidráulica se acciona por tracción y los niños se acostumbran a su “brazo” antes que a los ajustes y accesorios tradicionales. La posibilidad de funcionamiento sin necesidad de baterías o dispositivos electrónicos es otra característica exclusiva del diseño de Ambionics que reduce el riesgo de heridas.

Solo cinco días para pasar del escaneado del brazo a la prótesis ponible

El Sistema nacional de salud necesita 11 semanas para convertir el modelo de escayola del brazo en una prótesis ponible, pero Ben Ryan fue capaz de producir la prótesis en solo cinco días. Como el escaneado se puede guardar en un archivo, las prótesis de sustitución pueden producirse fácilmente mediante la impresión 3D.

“Básicamente, toda la prótesis se imprime en 3D”, añade Ben. “La producción y el uso de las unidades DAHB es posible gracias a los materiales de impresión 3D similares a la goma y con soporte soluble de Stratasys. Las cavidades internas son complejas y hubiera sido imposible eliminar el material de soporte con medios mecánicos. Los materiales deben ser resistentes, pero también flexibles ya que se utilizan para transmitir la presión del fluido necesaria para que funcione el agarre”.

Ambionics, que ha patentado la tecnología DAHB en la que se basa la prótesis, tiene previsto ofrecer sus servicios a los proveedores de asistencia sanitaria de todo el mundo. La empresa, que continúa realizando estudios y pruebas sobre el desarrollo de los niños con prótesis, va a lanzar una campaña de financiación colectiva (crowdfunding) el 1 de marzo para poder realizar las pruebas de usabilidad necesarias para solicitar la autorización de comercialización del producto.

“Este caso es indicativo de la capacidad de la impresión 3D para mejorar la vida de las personas porque permite superar los obstáculos tradicionales de la fabricación de volúmenes pequeños”, comenta Scott Rader, Director general de Healthcare Solutions, Stratasys. “Seguimos apoyando a los innovadores como Ben para que puedan llevar la personalización a la fabricación de prótesis”, concluye.

*Sistema nacional de salud de Reino Unido

**J Prosthet Orthot. 2005;17:119–124

***Toda M, Chin T, Shibata Y, Mizobe F (2015) Use of Powered Prosthesis for Children with Upper Limb Deficiency at Hyogo Rehabilitation Center. PLoS ONE 10(6): e0131746. doi:10.1371/journal.pone.0131746