Prototype of hand prosthesis components manufactured with biocompatible material using PolyJet Matrix technology

• Autorzy: Szczygieł Paweł

Identyfikatory

DOI

10.17814/mechanik.2022.7.10

Warianty tytułu

PL

Prototyp elementów protezy dłoni wykonanych z biokompatybilnego materiału z zastosowaniem techniki PolyJet Matrix

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a procedure for developing a components of the hand prosthesis using reverse engineering. The hand model was obtained using a plaster cast and a 3D scanner. The 3D model of the prosthesis was remodelled using selected CAD software. The prosthesis was made of MED610 polymer material using PolyJet Matrix (PJM) technology. The MED610 material was chosen for its biocompatible properties. The printed model of the finger prosthesis was subjected to a bending test.

PL

W artykule przedstawiono procedurę projektowania elementów protezy dłoni z wykorzystaniem inżynierii odwrotnej. Modele dłoni odwzorowano w postaci odlewów gipsowych. Korzystając ze skanera 3D otrzymano chmurę punktów, którą przekonwertowano do pliku STL. Model 3D protezy przebudowano w oprogramowaniu CAD. Protezę wykonano z materiału polimerowego MED610 z zastosowaniem technologii PolyJet Matrix (PJM). Materiał MED610 został wybrany ze względu na biokompatybilne właściwości. Wydrukowany model protezy poddano próbie zginania.

Słowa kluczowe

EN

MED610; PJM; 3D printing; prosthesis; reverse engineering

PL

MED610; PJM; druk 3D; proteza; inżynieria odwrotna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 95, nr 7
• Strony: 50--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Szczygieł Paweł

• Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering, Kielce Univeristy of Technology, Kielce, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3113-3557

Bibliografia

• [1] Verna E., Maisano D.A. “A benchmark analysis of the quality of distributed additive manufacturing centers”. Int. J. Qual. Reliab. Manag. 39, 6 (2022): 1488-1505, https://doi.org/10.1108/IJQRM-07-2021-0214/FULL/XML.
• [2] Mehdipour F., Gebhardt U., Kästner M. “Anisotropic and rate-dependent mechanical properties of 3D printed polyamide 12 - A comparison between selective laser sintering and multi jet fusion”. Results Mater. 11 (2021): 100213, https://doi.org/10.1016/j.rinma.2021.100213.
• [3] Kozior T., Bochnia J., Gogolewski D., Zmarzły P., Rudnik M., Szot W., Szczygieł P., Musiałek M. “Analysis of Metrological Quality and Mechanical Properties of Models Manufactured with Photo-Curing PolyJet Matrix Technology for Medical Applications”. Polym. 14 (2022): 408-2022, https://doi.org/10.3390/POLYM14030408.
• [4] Kozior T., Bochnia J. “The Influence of Printing Orientation on Surface Texture Parameters in Powder Bed Fusion Technology with 316L Steel”. Micromachines. 11 (2020): 639, https://doi.org/10.3390/MI11070639.
• [5] Kholgh Eshkalak S., Rezvani Ghomi E., Dai Y., Choudhury D., Ramakrishna S. “The role of three-dimensional printing in healthcare and medicine”. Mater. Des. 194 (2020): 108940, https://doi.org/10.1016/J.MAT-DES.2020.108940.
• [6] Gogolewski D., Kozior T., Zmarzły P., Mathia T.G. “Morphology of models manufactured by SLM technology and the Ti6Al4V titanium alloy designed for medical applications”. Materials (Basel). 14 (2021): 6249, https://doi.org/10.3390/MA14216249.
• [7] Turek P., Budzik G., Oleksy M., Bulanda K. “Polymer materials used in medicine processed by additive techniques”. Polymers. 65 (2020): 510-515, https://doi.org/10.14314/POLIMERY.2020.7.2.
• [8] Hovis J.P., Ahlers C.G., Dilbone E.S., Pennings J.S., Henry A.L., Gauger E.M., Desai M.J., Lee D.H. “Efficacy of utilizing 3D printed models for preoperative surgical planning of open reduction, internal fixation of distal humerus fractures”. Ann. 3D Print. Med. 5 (2022), https://doi.org/10.1016/J.STLM.2022.100047.
• [9] Mohammed A.A., Algahtani M.S., Ahmad M.Z., Ahmad J., Kotta S. “3D Printing in medicine: Technology overview and drug delivery applications”. Ann. 3D Print. Med. 4 (2021), https://doi.org/10.1016/J.STLM.2021.100037.
• [10] Antoniou P.E., Bamidis P.D. “3D printing and virtual and augmented reality in medicine and surgery: tackling the content development barrier through co-creative approaches”. 3D Print. Appl. Med. Surg. 2 (2022): 77-99, https://doi.org/10.1016/B978-0-323-66193-5.00004-6.
• [11] Nerlich A.G., Zink A., Szeimies U., Hagedorn H.G. “Ancient Egyptian prosthesis of the big toe”. Lancet. 356 (2000): 2176-2179, https://doi.org/10.1016/S0140-6736(00)03507-8.
• [12] Hernigou P. “Ambroise Paré IV: The early history of artificial limbs (from robotic to prostheses)”. Int. Orthop. 37 (2013): 1195-1197, https://doi.org/10.1007/S00264-013-1884-7.
• [13] Biernoff S. “The Rhetoric of Disfigurement in First World War Britain”. Soc. Hist. Med. 24 (2011), https://doi.org/10.1093/SHM/HKQ095.
• [14] Biddiss E. “Need-Directed Design of Prostheses and Enabling Resources. Amputation, Prosthes. Use, phantom limb pain an interdiscip”. Perspect. (2009): 7-21, https://doi.org/10.1007/978-0-387-87462-3_2.
• [15] Bochnia J., Szczygieł P. “Analiza możliwości zastosowania żywicy fotoutwardzalnej MED610 do wykonania technologią druku 3D elementów protezy dłoni”. Materiały Konferencyjne - IV Krajowa Konferencja Naukowa Szybkie Prototypowanie. (2021): 20.
• [16] Stratasys MSDS Clear Bio-Compatible MED610. Available online: https://www.sys-uk.com/wp-content/uploads/2016/01/MSDS-Clear-Bio-Compatible-MED610-English-US-1.pdf (access: 15 March 2022).
• [17] Stratasys Biocompatible Clear MED610. Available online: https://cadxpert.pl/wp-content/uploads/2019/03/spec_PolyJet_ MED610_MED620.pdf (access: 15 March 2022).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).