Wykonanie projektu spersonalizowanego stabilizatora palca przy użyciu techniki druku FDM 3D

• Autorzy: Reszke M. , Środulska M. , Okła H. , Gabor J. , Łężniak M. , Flak T. , Swinarew B. , Żołnierczyk Z. , Swinarew A. S.

Warianty tytułu

EN

Creating of finger orthosis using FDM 3D printing techniques

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prowadzonych badań było stworzenie w pełni spersonalizowanej ortezy wybranego palca kończyny górnej człowieka. Obecnie na rynku istnieje wiele odmian ortez palca kończyny górnej wykorzystywanych nie tylko przy złamaniach, ale również w przypadku innych urazów. Jednakże żadna z nich nie jest w pełni dopasowana do konkretnego palca ręki ani personalizowana osobniczo. Stosowane jak dotąd ortezy wykonywane są wg typoszeregu. W poniższym artykule przedstawiono próbę stworzenia spersonalizowanego osobniczo modelu stabilizatora palca. Realizacja projektu zakłada działanie kilkuetapowe. Pierwszy etap zakładał dokonanie odpowiedniego wymiarowania. Następnie zaprojektowano i wykonano cyfrowy model. Orteza została wykonana z materiału bakteriostatycznego z wykorzystaniem drukarki 3D działającej w technice FDM ze względu na najlepsze właściwości mechaniczne przy zachowaniu wystarczającej precyzji odwzorowania. Jako najodpowiedniejszy materiał do wykonania detalu został wytypowany i zsyntezowany poliwęglan modyfikowany tlenkiem krzemu ze względu na odpowiednie właściwości wytrzymałościowe i bakteriostatyczne. Artykuł ma charakter rozwojowy i może w przyszłości posłużyć jako baza do projektowania innych modeli stabilizatorów palca w zależności od rodzaju urazu. Może posłużyć również jako baza naukowa do opracowania nowych wielkoskalowych typoszeregów lepiej dopasowanych do stabilizacji palca kończyny górnej.

EN

The aim of presented study was to create a fully customized orthotics that can be used for the upper limb selected finger stabilization. Currently on the market there are many varieties of finger orthoses used not only in case of fractures, but also for other injuries. However, none of them is fully adapted to the particular hand or finger and personalized person to person. Commercially used orthotics so far are made according to the series. The following article presents an attempt to create a customized model of finger stabilizer. Implementation of the project consisted several stages. The first stage envisaged making an appropriate dimensioning. Then designed and created a digital model of the orthosis. The brace was made of a bacteriostatic material by the use of FDM 3D printer due to the best mechanical properties while maintaining sufficient precision mapping. As the most suitable material for making the detail has been selected and synthesized polycarbonate modified with nano silicon oxide particles due to the suitable resistance and bacteriostatic. The article can be developed in the future and can be used as a basis for designing other models of finger stabilizers depending on the type of injury. It can also serve as a scientific base for the development of new large-scale commercial series of better suited orthotics to stabilize the toe of the upper limb.

Słowa kluczowe

PL

FDM 3D; szybkie prototypowanie; orteza palca

EN

FDM 3D; fast prototyping; finger orthosis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 22, Nr 6 (174)
• Strony: 563--569
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Reszke M.

• Zakład Biomateriałów, Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów

autor

Środulska M.

• Zakład Biomateriałów, Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów

autor

Okła H.

• Zakład Biomateriałów, Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów

autor

Gabor J.

• Zakład Biomateriałów, Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów

autor

Łężniak M.

• Zakład Biomateriałów, Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów

autor

Flak T.

• Zakład Biomateriałów, Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów

autor

Swinarew B.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Oddział Farb i Tworzyw, ul. Chorzowska 50A, 44-100 Gliwice

autor

Żołnierczyk Z.

• Piekarskie Centrum Medyczne, ul. Szpitalna 11, 41-940 Piekary Śląskie

autor

Swinarew A. S.

• Zakład Biomateriałów, Instytut Nauki o Materiałach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów

Bibliografia

• 1. Bochenek A., i Reicher M.: Anatomia człowieka. Podręcznik dla studentów medycyny i lekarzy. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2009.
• 2. Sokołowska-Pituchowa J.: Anatomia człowieku. Podręcznik dla studentów medycyny. Wydawnictwo lekarskie PZWL, Warszawa 2006.
• 3. Zaleska, K., Kliś, K., Suder, A., Teul, I, Wronka I., Dymorfizm płciowy i asymetria wskaźnika długości palców ręki (2D:4D) - badania pilotażowe. Pomeranian J Life Sci, 2016; 62(1): 31-34.
• 4. Brüser P., Gilbert A.: Finger Bone and Joint Injuries. Martin Dunitz, Londyn 1999.
• 5. MEDLINE, Szyna Zimmera, karta katalogowa, http://www.medline.com/ (dostęp 26.07.2016).
• 6. Qmed, Aparat Stacka. karta katalogowa. http://qmedinfo.pl/pl/ (dostęp 26.07.2016).
• 7. D. Goldberg, History of 3D Printing: It’s Older Than You Are (That Is, If You’re Under 30), 2014.
• 8. Projekt RepRap. http://reprap.org/ (dostęp 26.07.2016).
• 9. Lipson H., Kurman M.; Fubricated: The New of 3D Printing.: John Wiley & Sons, Indianapolis 2013.
• 10. Molitch-Hou M., Koslow T., Wheeler A., T. Tampi, 3D Printing Processes: The Free Beginner’s Guide. http://3d-printingindustry.com/3d-printing-basics-free-beginners-guide/processes/ (dostęp 26.07.2016).
• 11. Świerz-Motysia B., Jeziórska R., Szadkowska A., Piotrowska M.: Otrzymywanie i właściwości biodegradowalnych mieszanin polilaktydu i termoplastycznej skrobi. Polimery, Warszawa 2011.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).