Les amputations du quartier avant des membres supérieurs qui impliquent le retrait de l'ensemble du bras et de l'omoplate nécessitent des dispositifs prothétiques hautement personnalisés qui sont coûteux mais qui sont généralement sous-utilisés en raison de leur entretien élevé et de leur faible niveau de confort.
Dans le même temps, si les prothèses cosmétiques – des membres artificiels qui donnent aux patients l'apparence d'une partie du corps pré-amputée – ont un taux d'utilisation continue plus élevé, elles ont des limites d'utilisation fonctionnelle.
Combinant à la fois l'expertise technique et clinique, le laboratoire d'ingénierie médicale et de conception de l'Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) a collaboré avec le centre de soins des pieds et de conception des membres de l'hôpital Tan Tock Seng (TTSH), le plus grand fournisseur de services prothétiques à Singapour, sur un patient -prothèse de membre supérieur spécifique.
Cette prothèse esthétique avec une fonction autobloquante s'est avérée plus confortable et environ 20% moins chère par rapport aux prothèses similaires disponibles dans l'industrie.
Pour réduire la sous-utilisation et le délai de livraison, tout en tenant compte de l'amélioration de l'ajustement, de la fonction et du confort, l'équipe de recherche s'est tournée vers l'impression 3D en raison de sa polyvalence et de sa capacité à répondre à la complexité géométrique et fonctionnelle de l'appareil.
L'équipe a également adopté une approche de conception centrée sur l'utilisateur, impliquant le patient tout au long du processus de conception et de développement personnalisé. Ils ont ensuite méticuleusement capturé et documenté le processus de conception afin qu'il puisse servir de modèle pour d'autres applications de dispositif ou être reproduit pour d'autres patients ayant subi une amputation de membre, réduisant ainsi la dépendance excessive au jugement, aux compétences et à l'expérience d'un prothésiste pour un ajustement optimal.
Sur la base de consultations régulières avec le patient et le prothésiste au TTSH, y compris l'observation du patient pour mieux comprendre ses activités quotidiennes et ses besoins fonctionnels, il a été conclu que la nouvelle prothèse devait être légère, capable de dissiper la chaleur, se verrouillant à 90 ° de flexion, confortable à porter et dépourvu de composants métalliques qui seraient détectables par les scanners d'aéroport.
L'équipe de recherche a utilisé un scanner numérique pour capturer les géométries résiduelles et controlatérales du bras afin de reproduire le bras du patient avec une grande précision. Ils ont ensuite conçu différentes parties de la prothèse à partir des géométries capturées, imprimées en 3D et vérifiées pour l'ajustement, le confort et la fonction (voir l'image). Leur article de recherche a été publié dans le Revue internationale de prothèses et orthèses.
La satisfaction du patient pour la prothèse imprimée en 3D par rapport à sa prothèse de fabrication conventionnelle est mieux notée pour son efficacité globale, sa taille précise, son aspect symétrique et sa facilité d'utilisation. Même si la nouvelle prothèse pesait 100 grammes de plus que la prothèse actuelle, le patient l'a préférée en raison de sa suspension améliorée contribuant à la sensation d'un bras plus léger lors de l'utilisation.
Cependant, la prothèse a été perçue comme moins durable en raison de la méconnaissance du patient de la qualité de l'impression 3D, de ses préoccupations concernant la rupture du mécanisme de verrouillage du coude et de l'apparence de la structure en maille par rapport à sa prothèse actuelle.
La numérisation et l'impression 3D ont transformé la conception et la fabrication de dispositifs médicaux complexes, la planification chirurgicale, l'enseignement médical et la prestation de soins. Même si la technologie d'impression 3D existe depuis plus de trois décennies depuis le début des années 90, ce n'est que récemment que les gens ont vraiment commencé à l'apprécier et à lui faire confiance pour la fabrication finale.
Dans ce travail, l'impression 3D nous a libéré des contraintes de fabrication et nous a permis d'optimiser la conception en fonction des besoins du patient. Plus important encore, ce travail jette les bases de futures pièces imprimées en 3D à usage final spécifiques aux patients pour les besoins prothétiques. «
Subburaj Karupppasamy, Chercheur principal de l'étude et professeur adjoint, développement de produits d'ingénierie, Université de technologie et de design de Singapour
Trevor Binedell, prothésiste principal au Foot Care and Limb Design Center, TTSH, et étudiant au doctorat de SUTD, a ajouté: «La collaboration entre TTSH et SUTD a conduit à un excellent résultat pour ce patient. La conception des utilisateurs et les techniques de numérisation ont augmenté les niveaux de soins spécifiques aux patients pour créer des conceptions individuelles qui répondent vraiment aux besoins de l'utilisateur. Ce processus a le potentiel d'améliorer les conceptions uniques pour beaucoup de nos patients et d'améliorer leur qualité de vie. «
La source:
Université de technologie et de design de Singapour
Référence du journal:
Binedell, T., et al. (2020) Conception et développement d'un nouveau bras prothétique autobloquant non métallique imprimé en 3D pour une amputation du quartier avant. Prosthetics and Orthotics International. doi.org/10.1177/0309364620948290.