UP主為粉絲父親打印3D假肢
近日,B站UP主“Owen來造”(以下簡稱歐文)用3D打印技術為粉絲的父親打造了新假肢,在3D掃描、VR建模、3D打印的協力下,新假肢軟彈貼合穿戴方便,讓無數網友感嘆科技的力量。記者了解到,在這個過程中,歐文用VR將傳統的平面建模搬到了三維空間,而3D打印技術更是將假肢的制造成本降到了幾十塊錢。在接受揚子晚報/紫牛新聞記者采訪時,歐文表示自己沒有向粉絲收費,發布這個視頻是希望更多人看到3D打印存在的意義。 揚子晚報/紫牛新聞記者 姜天圣
粉絲求助:想要合腳的假肢
歐文今年28歲,廣東人,他接觸3D打印已經快10年了,平常他經常在網上發布3D打印的相關視頻。三個月前,歐文接到粉絲求助,粉絲父親三十年前因為意外前腳掌截肢了,目前使用的假肢又貴又不合腳,穿久了還會引起身體其他部位不適,想請歐文幫忙聯系3D打印假肢的公司。歐文告訴記者,“我在網上搜了一圈,沒有找到合適的公司。我當時也沒有想太多,就想著能把3D打印技術展示給更多人,于是就這么接下來了。”
到粉絲家后,歐文能明顯感覺到大伯穿著假肢的左腳顯得更為臃腫。經過觀察,老假肢需要經過3層固定才能行走:要穿高幫鞋,先用鞋帶固定、假肢高位要綁繩子,最后還要用襪子反過來包住假肢,才能勉強固定行走,就這樣,假肢走路的時候還使不上勁。因為假肢過厚還導致兩只腳高度不一樣,走路姿勢變形,大伯健全腳的膝蓋勞損嚴重。了解完基本情況,接下來就是用3D掃描儀采集患肢數據,轉化成三維數字模型。在視頻中,歐文還展示了新型的3D掃描儀,這個手持儀器僅比手機大一圈,為了讓新假肢能更接近真實形態,歐文還對大伯的健全腳進行了掃描。
在查閱資料后,歐文了解到對于失去腳掌的患者,假肢重要的功能之一,就是讓患者恢復走路中從后腳掌著地,到前腳掌發力離開地面這個腳掌滾動的功能。
穿上假肢后行走如常 耐用性方面還需再改進
歐文告訴記者,“整個過程中難點比較多,其中涉及很多的受力分析,這又牽扯到假肢各個部位的材料結構問題,除此之外還要考慮耐用性、貼合度等等。在這些基礎上,還會用各種軟件,掃描、建模、3D打印等等。”
在建模過程中,歐文頭戴虛擬現實設備,使用VR技術,在很多網友看來他是在“炫技”,對此他告訴記者,“VR建模的效率要快上很多,平常我們在電腦屏幕前建模,那相當于是在2D的平面上去畫3D的東西,會比較復雜,需要不斷轉動視角去調整屏幕中的立體模型,還容易操作不準。使用VR時,我想看模型的側面,頭一轉就能看到,手柄上一個動作就能完成電腦上五六步的工作,所以說用VR建模對于這個項目絕不是炫技,而是讓整個工作流程和效率大大提高的新方式。”
歐文做出的第一版假肢比老假肢小巧很多,重量也從496克下降到151克,厚度從2.5厘米降到了8毫米,穿脫還非常方便,只要扭緊旋鈕式綁帶就可以直接走路,大伯穿上鞋后,基本看不出哪只腳穿戴了假肢。不過實測中還是發現了一些問題,例如假肢直接與瓷磚接觸會很滑、前掌過窄穩定性不足、右側綁繩勒腳,在大伯穿上四天后,粉絲又發來消息,“假肢太硬穿著不舒服、而且部分結構已經塌陷……”
在第二版假肢中,歐文通過調整模型內部的密度等設置改進了這些問題,最后在假肢外底部還增加了防滑膜來解決腳底打滑的問題。再一次來到粉絲家中,歐文發現大伯的鞋子已經從40碼換回了39碼,當大伯換上第二版假肢穿好鞋走起來后,歐文幾乎分不出大伯哪只腳穿了假肢。視頻中戴上假肢的大伯行走與常人無異,看到這一幕網友紛紛留言,“科技改變生活,這才是科技的意義”、“步子更大更穩了,非常自然”。
更可貴的是,3D打印技術的介入讓假肢的制造成本有了質的下降,歐文告訴記者,如果家里有3D打印機的話,打印一個假肢大約要20小時,材料成本是幾十塊。
目前,新假肢已經用了二十多天,由于打印層紋的問題,出現了一些裂痕,歐文表示自己仍在研究,爭取做出一版能用三個月以上的3D打印假肢。
3D打印和傳統假肢各有優劣 需根據患者情況判斷選擇
如今這段視頻在全網播放量已經超過500萬。在視頻下方,粉絲也留言感謝up主。歐文向記者透露,視頻走紅后自己收到不少網友留言,想得到自己的幫助,通過3D打印為自己或家人做假肢,“目前我還在繼續研究,準備把假肢中的受力、耐用、設計等這些流程上的問題搞明白,爭取把耐久性、適用性提升,再計劃去幫助更多人。”
“可能在不少人的印象里,3D打印都是用來整活、做玩具的,那我也希望通過這個視頻讓大家看到3D打印更多的潛力和未來的應用場景。我希望更多的人能夠從我的視頻中得到啟發,了解這些新興的科技技術,從而加入創作發明的行列。這就是我分享創意創作視頻的初衷。”
南京師范大學電氣與自動化工程學院教授、博士生導師楊繼全認為,3D打印假肢技術正處于快速發展的階段,并為截肢患者帶來了更多的選擇。同時,他也指出了當前3D打印假肢技術面臨的挑戰,如材料選擇、機械性能優化和生物相容性等方面。
華北理工大學附屬醫院骨科主任醫師宋會平告訴記者,3D打印假肢是實實在在的技術,目前已經臨床應用,“目前3D打印假肢和傳統假肢各有優劣,哪種更好需要根據患者情況判斷,例如文中患者前腳掌缺失,用3D打印假肢就比較好。有相關需求的話,我更推薦去正規醫院,會有專業的醫生用專業設備來做。”
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