Ученые встраивают электронные сенсоры в напечатанные на 3D-принтере протезы

Благодаря сенсорам, расположенным между протезом и тканями пользователя, ученые могут собирать информацию об использовании протеза – например, данные о давлении на окружающие ткани. Такой подход позволит постоянно улучшать конструкцию протезов.

Разработчики предлагают встраивать электронные компоненты в протезы непосредственно в процессе 3D-печати – это поможет подобрать расположение и жесткость сенсоров в зависимости от анатомических особенностей человека. Цель ученых – разработать инженерные методы и процедуры для предоставления улучшенных протезов максимальному количеству людей.

Первой участницей проекта стала Джози Фратичелли, которая родилась с деформированной кистью из-за синдрома амниотических перетяжек. Еще в утробе матери тонкие нити – амниотические перетяжки – пресекли ток крови, остановив развитие правой руки девочки. Для создания инновационного протеза ученые сначала провели 3D-сканирование ее конечности, а затем использовали эти данные для оптимального расположения сенсоров в полости протеза с помощью 3D-печати.

В ходе работы с Фратичелли исследователи вносили изменения в прототип протеза и технологии производства. Новый подход позволил создать для девушки максимально удобный протез. Разработчики обнаружили, что площадь соприкосновения тканей Фратичелли и нового протеза удалось увеличить почти в четыре раза по сравнению с традиционными моделями. Благодаря увеличению площади соприкосновения ученые определили, где разместить электронные сенсоры для дальнейшего совершенствования конструкции протеза.

Эксперименты проводили с двумя персонализированными протезами, с электронными сенсорами и без них. Испытания показали, что распределение давления отличалось в зависимости от того, как Фратичелли расслабляла или сжимала кисть.