Individuální přístup k pacientům při výrobě bionických ortéz na míru
Pro společnosti v oblasti zdravotnictví, které chtějí splnit individuální požadavky svých pacientů a vytvářet nové výrobky ekonomicky výhodným způsobem, je 3D tisk v kombinaci se správnou technologií povrchové úpravy a barvením tím správným řešením.
Potenciál 3D tisku
„Empowering motion“ neboli „umožnění pohybu“ – je slogan společnosti HKK Bionics. A přesně tomu se ve společnosti věnují. Start-up v oboru medicíny, který v květnu 2017 v německém Ulmu založili Dominik Hepp a Tobias Knobloch, vyvíjí bionickou ortézu ruky.
Motivací, která vedla k založení společnosti, jsou osobní zkušenosti. Dominik Hepp utrpěl během autonehody několik zranění, kvůli nimž měl omezenou pohyblivost rukou. Nápad na tento výrobek se zrodil při studiu medicínského inženýrství na Vysoké škole aplikovaných věd v Ulmu, kde se také seznámil se spoluzakladatelem společnosti.
Aby se tento nápad mohl skutečně zrealizovat, zakladatelé společnosti zkombinovali tradiční ortopedické řemeslné práce s inovativní technologií, převratným konceptem a nejmodernější technikou. Výsledkem je exomotion hand one, high-tech výrobek, který poskytuje lidem s omezenou schopností pohybu plnohodnotnou kvalitu života. Intuitivní ovládání ortézy a přednastavených funkcí úchopu zajišťuje senzor, vysoce inteligentní software a impulsy přicházející z aktivního svalu.
Kvůli autonehodě jsem skončil na vozíčku. Nemohl jsem ani používat ruce – což mi vnuklo nápad, jak pomoci lidem v obdobné situaci.
Dominik Hepp
CEO a spoluzakladatel společnosti HKK Bionics
Více než 40 komponent
Od začátku bylo jasné, že požadavky společnosti bude splňovat jedině aditivní výroba, v tomto případě 3D tisk z práškového lože. Poskytuje totiž přesnost tisku, nezbytnou u malých dílů, které do sebe musejí spolehlivě zapadat. Ortéza exomotion hand one je lehká, pohodlná na nošení a individuálně přizpůsobitelná a měla by se vyrábět udržitelným způsobem i po jednotlivých kusech. Poté, co se společnost HKK Bionics rozhodla pro výrobu 3D tiskem, musela překonat ještě mnoho dalších překážek.
Motorická rukavice s dlahou sestává z různých částí, jako je exo mechanika, umělé šlachy, dlaha, silikonová rukavice, displej a senzor. Jednotlivé části jsou vyrobeny různými technologiemi, z čehož přes 40 z nich bylo vyrobeno na 3D tiskárně.
Všechny díly do sebe musí přesně pasovat, a proto je potřeba vyrábět je se znalostmi výrobních parametrů. Navíc polyamidové díly, které projdou výrobním procesem, nelze použít jako finální výrobek kvůli drsnému a citlivému povrchu a provedení pouze v bílé barvě. Množství polyamidových dílů potřebných na jeden výrobek je výzvou: všechny díly vyžadují homogenní povrchovou úpravu a jednotné zbarvení. Produkt také musí projít testem cytotoxicity a nesmí dráždit kůži, což na barvení klade vysoké nároky.
Homogenní úprava
Na výrobě 3D tištěných dílů pro exomotion hand one spolupracuje společnost HKK Bionics s německým servisním střediskem 3D tisku Teufel Prototypen a společností DyeMansion, jejíž technologie umožňuje vhodnou povrchovou úpravu a přizpůsobení barev dílů.
Thomas Teufel, jednatel společnosti Teufel Prototypen, byl od samého začátku z ortézy exomotion hand one nadšený. „3D tisk je pro tuto aplikaci ideální výrobní strategií jednak proto, že se tak ortéza dokonale přizpůsobí tělu pacienta, a jednak proto, že nabízí naprostou volnost při navrhování nefunkčních částí,“ říká.
K výrobě ortézy podle potřeb pacienta se musí nejprve oskenovat ruka pacienta 3D skenerem. Model, který prošel procesem skenování, se použije při výrobě jednotlivých části ortézy.
Díky pracovnímu postupu DyeMansion Print-to- Product je společnost HKK Bionics schopna vyrábět konzistentní díly s kvalitní barevnou úpravou. V budoucnu by se společnost ráda věnovala rozšířenějším barevným úpravám, které by individuálně odpovídaly tónu pleti pacientů či jejich oblíbeným barvám.
Certifikovaný výrobek
Výrobek prošel testy cytotoxicity podle ISO 10993-5 a 10993-12 a podráždění kůže podle ISO 10993-23, ISO 10993-12 a ISO protokolu TC 194 WG 8.
- Barvy odpovídají tónům pleti
- Výrobky certifikované proti cytotoxicitě a podráždění kůže
- Vylepšená a homogenní haptika
- Individuální množství produktů v jedné výrobní sérii
Společnost HKK Bionics si uvědomila, že čím nenápadnější ortéza bude, tím lépe pro pohodlí pacientů. Díky zařízení DyeMansion Color Matching se podařilo vytvořit tři základní odstíny pleti. Kromě odstínů kůže a individuálně navržených barev mají pacienti možnost výběru z široké škály barev, kterou společnost DyeMansion dodává: 17 základních barev, 170 barev podle vzorníku RAL, barvy ze vzorníku PANTONE a další.
Biokompatibilita je u zdravotnických pomůcek, které jsou denně v kontaktu s lidskou kůží, mimořádně důležitá – zejména pokud se jedná o certifikace a testy, které je nutné absolvovat. Barvy DyeMansion, které se používají při výrobě exomotion hand one, prošly testy cytotoxicity podle norem ISO 10993-5 a 10993-12 a testy dráždivosti kůže podle normy ISO protokolu TC 194 WG 8 a normy ISO 10993-12 pro EOS PA2200.
Certifikáty barev DyeMansion proti cytotoxicitě a podráždění kůže podle norem ISO nám pomáhají k získání CE certifikace finální ortézy.
Dominik Hepp
CEO a spoluzakladatel společnosti HKK Bionics
Ortézy na míru
Stejně důležité jako kompatibilita kůže s materiálem je pohodlí uživatelů. Ortéza by měla pacientovi dobře sedět a neměla by kůži škrábat či odírat. Povrchová úprava PolyShot Surfacing (PSS) zajišťuje homogenní kvalitu povrchu, aniž by to ovlivnilo geometrii dílu. Díky tomu lze také dosáhnout jednotných výsledků barvení.
Každá ortéza je vyráběna dle individuálních potřeb pacienta. Toho je možné dosáhnout díky moderním technologiím 3D tisku a pracovnímu postupu DyeMansion Print-to-Product. V porovnání s jinými výrobními technologiemi lze ekonomicky produkovat šarži o objemu pouze jednoho kusu. Pro společnost HKK Bionics to představuje možnost vyrábět pomůcky na míru a v nejvyšší možné kvalitě.
Společnost se sídlem v Ulmu nyní dokončuje poslední kroky k sériové výrobě. To zahrnuje finalizaci prototypu, další testování v laboratořích a získání CE certifikace. Poté může začít sériová výroba i distribuce prostřednictvím vybraných obchodů se zdravotnickými potřebami. I nadále bude udržována blízká spolupráce s firmou DyeMansion pro konečnou úpravu a barvení produktů.
Stáhněte si naši případovou studii
Získejte inspiraci a nápady pro své vlastní projekty a cíle. Stáhněte si naši případovou studii a objevte, jak jsme pomohli našim klientům řešit jejich výzvy a jaké strategie jsme použili k dosažení úspěchu.