Ứng dụng in 3D tạo mẫu chân tay giả cho người khuyết tật

Tạo mẫu chi giả cho người khuyết tật, một việc tuy cũ nhưng ngày càng có thêm nhiều đòi hỏi mới về tính thẩm mỹ, chi phí, hiệu quả, thời gian…

“Sản xuất chân, tay giả là một ngành đặc biệt, phải tuỳ thuộc vào mức độ thương tích và chức năng vận động của người tàn tật cụ thể, cho nên không thể sản xuất hàng loạt. Vì thế chi phí cho một bệnh nhân bị tàn tật là rất lớn. Bởi thêm nữa, chân, tay giả không thể sử dụng vĩnh viễn như chân tay thật mà trung bình cứ 5 năm lại phải thay mới, và việc đó kéo dài trong suốt cuộc đời của họ.”

Trong bài viết này, Blogin3D sẽ đề cập đến giải pháp tạo mẫu chi giả dành cho người khuyết tật. Chúng ta cùng nghiên cứu theo lộ trình sau đây:

• Thực trạng và công tác tạo mẫu chi giả hiện nay.
• Công nghệ scan 3D giúp lấy mẫu chân tay thật.
• Ưu điểm của in 3D.
• Một số ứng dụng cụ thể của in 3D trong lĩnh vực y học.

1.Thực trạng và công tác tạo mẫu chi giả hiện nay.

Người ta cần thay thế những bộ phận nào?

 

Vật liệu và chi phí làm chân tay giả truyền thống

    Người bệnh hiện nay không những yêu cầu về chất lượng mà đòi hỏi cả tính thẩm mỹ nữa. Nguyên liệu để tạo ra các sản phẩm chân tay giả cũng rất phong phú như các-bon tổng hợp, silicon, sợi tổng hợp, nhôm hợp kim, polyester…. Trong đó các sản phẩm được làm từ các-bon được người tàn tật ưa dùng hơn cả vì nó nhẹ, không mất nhiều sức khi sử dụng.

    Trung bình một tay giả dưới khuỷu có giá từ 800-1.000 euros (khoảng 25-30 triệu VNĐ); nếu dùng silicon (để nối liền với mỏm cụt) giá từ 1.600-1.800 euros (khoảng 48-55 triệu VNĐ). Sử dụng bằng chất liệu silicon có khả năng cử động một cách mềm dẻo và nhẹ nhàng, có tính thẩm mỹ cao hơn.

Để có một chi giả vừa vặn, bắt buộc phải qua bước lấy mẫu phần cục của chi giả (chi giả sẽ được nẹp hoặc cố định mềm vào phần đó)!

Xin lưu ý, những mẫu chân tay giả hiện nay đều dùng biện pháp lấy mẫu thủ công. Thường là lấy mẫu silicon và đúc phôi thạch cao.

Video mô tả quá trình tạo khuôn thạch cao:

https://www.youtube.com/watch?v=R2thAuQoioM&feature=youtu.be

Như vậy, bệnh nhân cần đến trực tiếp xưởng đúc hoặc được chuyên viên tại cơ sở y tế trực tiếp thao tác lấy mẫu phần cụt của chi giả.

2. Ứng dụng công nghệ scan 3D giúp lấy mẫu nhanh và chính xác.

Scan 3D là giải pháp quét biên dạng vật thể nhờ vào một thiết bị thu phát sóng ánh sáng.  Các máy quét 3D rất đắt tiền dẫn tới chi phí scan cũng khá tốn kém. Tầm 1.5-3 triệu/ 1 lần scan 2 cánh tay. Việc áp dụng scan 3D có nhiều lợi thế hơn phương pháp truyền thống. Và xét cho cùng, chi phí bỏ ra ban đầu cao hơn nhưng càng về các giai đoạn cuối của công tác tạo mẫu, tổng chi phí nói chung lại giảm hẳn!

Ưu điểm của scan 3D:

• Chính xác: Đây là đặc điểm của công nghệ scan 3D. Độ chính xác khi scan 3D cơ thể người thường vào khoảng  dưới 0.1mm( Không tính các biến dạng cố hữu như: người bệnh cử động, co thắt cơ…)
• Nhanh chóng: Qúa trình scan 3D một cánh tay người chỉ rơi vào khoảng 1-3 phút. Đối với những dòng máy chụp ánh sáng, công đoạn này thậm chí còn nhanh hơn! Tuy nhiên, cần tốn thêm vài chục phút xử lý mẫu scan trên máy vi tính.
• Sạch sẽ: Do sử dụng hệ thống cảm biến quang trắc nên với công nghệ scan 3D, bệnh nhân không cần phải bôi hoặc nhúng phần chi cụt vào bất cứ hóa chất phụ trợ nào cả.
• Dữ liệu scan có thể dùng làm trung gian giữa quá trình thiết kế 3D, chỉnh sửa, hoàn thiện..

3. Về công nghệ in 3D

Việc ứng dụng công nghệ in 3D xuất phát từ thực tế nhu cầu

• Cá nhân hóa sản phẩm.
• Thử nghiệm và cải tiến mẫu mã.
• Giá cả phù hợp.
• Tận dụng được lợi thế của công nghệ scan 3D, thiết kế 3D.

in 3D <giá rẻ> chỉ mới bùng phát trong khoảng 5 năm trở lại đây. Từ trước tới nay, in 3D vẫn được nghiên cứu và áp dụng sâu vào ngành y học, tuy nhiên chi phí và công nghệ của nó vượt quá tầm phổ thông!

Quy trình để triển khai công nghệ in 3D. Cần đi theo quy trình chuẩn như sau:

1.  Scan 3D hoặc thiết kế 3D để có dữ liệu chuẩn 
2.  Chạy máy in 3D
3.  Gia công hậu xử lý để có sản phẩm hoàn thiện

Bạn có thể xem video máy in 3D hoạt động để dễ hình dung hơn.

https://www.youtube.com/watch?v=yGbMVIJSzAo

 

Chúng ta nghiên cứu ứng dụng của in 3D để chế tạo chi giả theo 3 hướng chính:

1. Tạo mẫu chi giả giá rẻ theo mẫu có sẵn
2. Cá nhân hóa mẫu sản phẩm.
3. Thử nghiệm các bộ phận

3.1.Chế tạo tay giả theo mẫu có sẵn.

Trên thế giới có nhiều tổ chức từ thiện chuyên nghiên cứu và tối ưu các mẫu chi giả giúp người bệnh có thể cầm nắm đồ vật dựa vào các nguyên lý cơ bản.

• Người ta dần nhận ra ưu điểm vượt trội của in 3D là tính linh hoạt! Nghĩa là từ 1 mẫu thiết kế, có thể NHANH CHÓNG tùy biến ra vô số kích cỡ và màu sắc khác nhau. 
• Chi phí ước chừng cho một bộ cánh tay giả là 1,2 triệu VNĐ ( theo báo giá của shop in 3D Plus).
• Có khá nhiều mẫu tay giả để bệnh nhân lựa chọn, thậm chí cả chất liệu in 3D: ABS, PLA, dẻo…

Blogin3D từng thực hiện nhiều mẫu in cho các dự án tay giả cộng đồng. Một số đang tiếp tục triển khai và xin tài trợ từ các tổ chức từ thiện! Chúng tôi xin nhận góp ý và trao đổi về vấn đề này!

Mời bạn xem ví dụ về mẫu tay giả chuyên dùng cho in 3D: