3D打印形状记忆新材料的新型可定制石膏

3D打印生物医疗
2021
09/28
13:59
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来源:3xmaker合越智能

每年,大约有 600 万美国人骨折并前往医生处进行石膏或玻璃纤维石膏固定。经过长达六个星期的保持石膏干燥并抵制刮伤下面皮肤的冲动后,患者回到他们的医生那里,将石膏移除并扔进垃圾桶,无法再次使用。 卡内基梅隆大学材料科学与工程学院科研人员创造了一个新的材料系统,可以改变骨科领域的这一标准——ExoForm。
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Exoform 是一种紧凑、可定制和半刚性的可穿戴材料,具有自熔边缘,可立即、可调节和可重复使用。它提供了独特的能力,可以在不依赖医疗专业人员的情况下,专门适应个人身体。Exoform 的想法起源于新冠疫情期间,它是一种可以 3D 打印和自成型以完美贴合佩戴者的面罩。不久之后,该团队意识到可以更广泛地使用该材料的应用,并创建了演员表。

Exoform 铸件与当地药店现有的矫形材料(即手指夹板和腕带)的区别在于,它可以成功支撑各种复杂的身体部位,并在整个愈合过程中调整其刚度。它还具有透气性,可以浸入水中,带来更舒适的穿着体验。

Exoform 最初是一种扁平结构,需要加热(70-80 摄氏度)才能成型。为保护佩戴者免于烧伤,使用者必须首先在他们打算佩戴石膏的皮肤周围包裹 3 层纱布。铸件具有传感和控制系统,可以触发白色 LED 灯以指示材料何时处于安全处理温度。一旦加热,材料就会在身体周围形成标准化的形状,以初始化粗略的合身。然后用户可以手动将材料雕刻成他们自己的完美贴合。白色 LED 灯会随着可穿戴设备的收紧而变得明亮和变暗。

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Exoform 可以平放存放,节省了近 95% 的成型铸件所占用的体积。

现有的石膏和玻璃纤维模型在整个愈合过程中保持僵硬,并限制了使用者的活动能力。这种限制会延迟身体的自然愈合时间。使用 Exoform,当身体开始愈合时,佩戴者可以移除部分石膏以松开材料,从而增加活动性并最终加快愈合时间。一旦完全愈合,使用者可以自行移除石膏并开始拒绝材料。

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LED 指示灯指示温度何时处于安全处理温度和贴合度。

有了自熔边缘,在成型和愈合过程中去除的任何材料块都可以通过将边缘压在一起来重新添加。这使得重复使用成为可能。在边缘接触后的数小时内,Exoform 部件会自动融合成原始的平面形状。这种扁平包装节省了近 95% 的已组装铸件所占用的体积,便于存放,以防有一天朋友或家人需要自己的铸件。总而言之,Exoform 的可塑性意味着未来的可穿戴设备可以根据用户的需求进行定制。


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