Spersonalizowaną stopę protezową przeznaczoną do wspinaczki ściankowej opracowują studenci Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Powstające rozwiązanie jest odpowiedzią na potrzeby jednego z żaków, który w wyniku amputacji stopy nie może w pełni oddawać się swojej sportowej pasji.
Studenckie Koło Naukowe AGH Rapid Prototyping, działające na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, zajmuje się projektowaniem i prototypowaniem przy użyciu technologii przyrostowych. W ostatnim czasie jego członkowie podjęli się ambitnego zadania opracowania spersonalizowanej protezy stopy na potrzeby kolegi ze studiów. Kamil Warchoł w wyniku amputacji stopy posługuje się odpowiednio dobraną protezą, która jednak nie pozwala mu w pełni uprawiać ulubionej dyscypliny sportowej.
Protetyka nóg na przestrzeni lat bardzo się rozwinęła. Stosowanie odpowiednich materiałów, a od niedawna również zaawansowanych układów elektronicznych, znacznie poprawia jakość życia osób z amputacjami. Dobre jakościowo rozwiązania stają się coraz bardziej powszechne i dostępne. Dzięki tak wysoce funkcjonalnym protezom, osoby z dysfunkcjami nie są w żadnym stopniu wykluczone z jakichkolwiek form aktywności, w tym także sportowych. Część dyscyplin sportowych może być uprawiana przy użyciu protez do codziennego użytku. Istnieją jednak takie, gdzie standardowe protezy nie spełniają swojego zadania. Bardzo zależało mi na tym, aby móc uprawiać wspinaczkę ściankową. Zwróciłem się z tym zagadnieniem do moich koleżanek i kolegów ze studiów. Mam nadzieję, że z ich pomocą uda mi się uprawiać wspinaczkę, dla której zwyczajna proteza nie jest wystarczająca – mówi Kamil Warchoł, dla którego projekt spersonalizowanej stopy jest jednocześnie tematem pracy inżynierskiej.
Członkowie koła, skupiającego głównie studentów inżynierii biomedycznej i mechatronicznej, w pierwszej kolejności studenci sprawdzą wady i zalety wybranych materiałów możliwych do zastosowania podczas tworzenia protezy stopy. Uzyskają odpowiedź, które z testowanych materiałów osiągają najbardziej zadowalające parametry mechaniczne oraz czy spełniają określone wymagania stawiane materiałom stosowanym w protetyce. W ramach prac studenci przeprowadzą także analizę rozkładu pola odkształceń oraz określą miejsca największej deformacji stopy osoby pełnosprawnej i stopy protezowej podczas wykonywanej pracy na ściance wspinaczkowej. Aby odtworzyć model gotowego rozwiązania, wykorzystają skaner 3D. Zastosowanie tej technologii umożliwi uchwycenie skomplikowanej geometrii protezy stopy, potrzebnej do wspinaczki ściankowej. Skaner pozwoli również na zaoszczędzenie znacznej ilości czasu, który trzeba byłoby przeznaczyć na zaprojektowanie protezy od podstaw. Specyfika warunków użytkowania protezy przeznaczonej do tego sportu sprawia, że występuje konieczność dopasowania jej w sposób indywidualny.
Kolejnym etapem będzie druk zeskanowanej protezy. Planujemy użyć co najmniej trzech materiałów do wytworzenia prototypu stopy protezowej w technologii druku 3D. Materiały dobierzemy na podstawie różnych kryteriów cenowych, aby zwiększyć dostępność protez dla jak największej liczby osób. Chcemy użyć materiałów o relatywnie niskiej cenie, które jednak mają zadowalające właściwości mechaniczne. Przetestujemy również droższe, bardziej wymagające materiały, które aktualnie z powodzeniem są stosowane jako zamienniki części metalowych, takie jak nylon wzmacniany włóknem szklanym – precyzuje Anna Kopeć, liderka projektu.
Dzięki zastosowaniu skanowania 3D i druku 3D wyniki projektu mogą okazać się innowacyjnym rozwiązaniem dla protetyki oraz przyspieszyć procesy związane z wytwarzaniem protez, a tym samym poprawić jakość życia osób z niepełnosprawnością. Projekt ma szansę odegrać ważną rolę w rozwoju inżynierii biomedycznej, a wnioski z niego mogą okazać się przydatne dla twórców spersonalizowanego asortymentu protetycznego. Długofalowym celem studentów jest stworzenie stopy protezowej o lepszych parametrach mechanicznych, uproszczonym sposobie jej zakładania oraz wytwarzania.
Projekt stopy protezowej nie jest pierwszym przedsięwzięciem wpisującym się w tematykę z zakresu inżynierii biomedycznej realizowanym przez członków Studenckiego Koła Naukowego AGH Rapid Prototyping. W ubiegłym roku studenci zaprojektowali i wytworzyli łyżki ortodontyczne oraz stenty donosowe stosowane w leczeniu rozszczepu podniebienia u dzieci.
źródło: AGH