醫學大躍進！用Ultimaker幫助肌肉萎縮症患者？

2021-09-15

Ultimaker如何幫助肌肉萎縮症患者？來看Matthew博士與當地學生Krystyna的創新作品！在過去的幾年裡，英國的中央蘭開夏大學UCLan的馬修(Matthew Dickinso)博士參與了「初級工程師 MacRobert 獎章」，該獎項被公認為工程創新領域領先的創造性問題解決者。通過該獎項，馬修與一名當地學生合作，使用Ultimaker S5進行研究，該研究在聯合國 COP26 會議上得到認可。

克里斯蒂娜的表弟患有脊髓性肌肉萎縮症 (SMA) ，她想出一個基於外骨骼概念的SMA夾克，並將此設計命名為「外骨骼(exoskeleton)」，為患者的背部肌肉和脊椎提供支撐和額外的力量，她的發明是獲得金牌的三項發明之一，全英國只有六位！

Krystyna 與外骨骼模型

最初的想法是用鋁製造外骨骼，然而，當考慮到兒童的生長速度以及由此產生的外骨骼必須隨之改變時，成本實在太高了。於是馬修想到：可以使用3D 列印！通過生產低成本的3D列印組件，該技術提供了高水準的訂製和可重複性，使外骨骼夾克成為預防傷害和康復的解決方案。

剛開始馬修使用Ultimaker 2+列印機設計了第一代外骨骼，並開始使用 PLA 進行原型製作，成果讓人充滿希望，也為進一步發展提供了靈感，但能夠設計和列印的幾何形狀受到單噴頭的限制。

Ultimaker S5

為了克服此限制，馬修改成使用雙噴頭的Ultimaker S5，不但開創了新的材料組合和可能性，更有助於推動項目向前發展，第二代外骨骼以S5使用 PLA 內芯對並測試尼龍和 TPU 的外殼材料，以找出性能最佳的材料生產出符合人體的組件──外部柔軟，內部硬化提供剛性。

利用Ultimaker的系統，馬修使用 Ultimaker Digital Factory軟體優化了過程，其遠程列印和監控進度的能力，也讓馬修能夠在任何地點地點作業；Cura 和Digital Factory軟體內建的分析則可計算出材料成本和列印時間，使他能夠計劃外骨骼的生產計畫並研究如何在下一代降低成本。

透過使用Ultimaker S5，克里斯蒂娜改善表弟生活的想法在短短六個月內從概念和設計轉變為原型製作和製造，馬修表示，如果沒有Ultimaker S5與Ultimaker Digital Factory 軟體相結合的可靠性和可重複性，他將無法在如此短的時間內完成該項目，而項目完成後，被評選為 2021 年初級工程師 MacRobert 獎章的首屆獲獎者。

使用3D列印組件製作的輔助設備原型

馬修還成為美國測試與材料協會 (ASTM) 小組委員會的主席成員，正在為國際外骨骼標準提供建議，以確保安全地製造外骨骼供人類使用，他對 ASTM 的參與使他能夠與福特、波音、美國宇航局和英國航天局等國際組織進行交流。馬修和 ASTM 共同努力，希望在不遠的將來看到外骨骼的可及性飆升，他認為每個人都將使用3D列印來替換家裡的零件，以減少依賴等待製造商生產的過程。

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