Před vědci ze Západočeské univerzity v Plzni (ZČU) stál nelehký úkol. Vymyslet nové řešení, které bude funkční, levnější a ještě k tomu dobře vypadat. S výsledkem, kterým jsou nové možnosti pro výrobu protézy ruky, využívající protetiku, fyzioterapii, design a 3D tisk, panuje spokojenost. Navíc ho lze využít i při dalším výzkumu.
Badatelé ze ZČU si stanovili cíl vyvinout nové postupy tvarového, konstrukčního a 3D tiskového řešení pro výrobu zevního lůžka na myoelektrickou protézu horní končetiny. Šlo o interdisciplinární projekt, na kterém ZČU spolupracovala s německou Technickou vysokou školou Deggendorf.
Výroba protézy ruky není technologicky úplně jednoduchá. Zevní lůžko protézy se standardně vyrábí laminací. Výzkumníci na ZČU na to šli ale jinak. „My jsme zkoušeli využít 3D tisk, který umožňuje nejen neomezenou replikovatelnost a poměrně snadné úpravy protézy, ale velkou výhodu přináší také v oblasti designu, kdy dovoluje zaměřit se více na estetickou stránku protézy a vhodně ji propojit s požadavky na funkčnost,“ uvedla Rita Firýtová z Fakulty zdravotnických studií (FZS), hlavního řešitele projektu.
Fakulta je v Česku jediná, která vzdělává budoucí ortotiky-protetiky v prezenční formě studia. Do projektu přizvala tři ze svých doktorandů.
Budoucnost v 3D tisku
Nešlo ale jen o to najít řešení. Jedním z hledisek, ke kterému se přihlíželo, bylo také to, jak bude celý výsledek vypadat. Dalším pak to, jak by mohlo být řešení posléze využito v praxi. Proto byli k řešení projektu přizváni i zástupci Fakulty designu a umění Ladislava Sutnara ZČU a Regionálního technologického institutu (RTI) Fakulty strojní ZČU.
Společnému týmu expertů z různých fakult ZČU se po testování různých řešení podařilo vytvořit kompletní technologický postup. Pozitivním překvapením byla pro všechny zúčastněné pevnost 3D tiskem vyrobené protézy. Podle Tomáše Tykala ze společnosti Protetika Plzeň, která se na projektu také podílela, se ukázalo, že „vytištěná protéza má velmi dobré mechanické vlastnosti a splňuje vše, co potřebujeme.“ Jde o dobrou zprávu především z toho důvodu, že se 3D tisk v protetice objevuje zatím spíše okrajově.
„Některé společnosti nabízejí například 3D tiskem vyrobené doplňky, které se nasadí na protézu. Jde ale čistě o záležitost designu, cílem je pouze vylepšení vzhledu,“ doplnil Tykal.
Autorem designového řešení výsledné protézy je vedoucí ateliéru Produktového designu na Fakultě designu a umění Zdeněk Veverka. Jeho úkolem bylo co nejlépe využít prostor vymezený protetiky na straně jedné a odborníky na 3D tisk z výzkumného centra RTI na straně druhé.
Na vývoji se dál pracuje
Protože víc hlav víc ví, spolupracovali čeští vědci v průběhu projektu s výzkumníky z Technologického kampusu Cham, který je součástí Technické vysoké školy Deggendorf. Docházelo především ke konzultacím, jež se týkaly zvolených postupů. Tým RTI s německými kolegy sdílel především výsledky tlakových, únavových a dalších testů.
V součinnosti pak oba týmy došly k podobným závěrům. 3D tisk se dle Firýtové „ukázal jako vhodný způsob výroby zevního lůžka protézy. Dá se předpokládat, že vývoj půjde tímto směrem,“ dodala s tím, že jednou z výhod 3D tisku může být cenová dostupnost protéz.
Určitým omezením naopak je, že České republice ani v Německu zatím zdravotní pojišťovny 3D tiskem vyrobené protézy nehradí. Firýtová ale věří, že se to časem změní.
Teorie je základ, ale aby vše mohlo fungovat v reálu, musel s týmem spolupracovat také někdo, kdo by poznatky vědců ověřil v praxi. Stal se jím pětapadesátiletý Jiří z Plzně, který v roce 2001 následkem úrazu přišel o pravou ruku. Bavorský tým testoval návrhy ve spolupráci s osmadvacetiletou Annou, které byla amputována pravá ruka z důvodu vrozené deformity.
Spolupráce bude navíc ještě pokračovat. Jiří se totiž rozhodl protézu zkoušet i v běžném životě. Badatelé tak díky tomu získají poznatky, jak se na protéze projeví ještě větší zatížení v praxi a budou to moci porovnat s výsledky, které získali při testování v laboratoři.
Nic proto nekončí ani pro vědce, kteří se na projektu podíleli. „Aktivním způsobem hledáme partnery, kteří by získané know-how přenesli do aplikační praxe. Kromě technických prvků se jedná také o znalostní transfer postavený na zkušenostech interdisciplinární týmové práce, která nám významným způsobem pomohla zlepšit inovační potenciál,“ konstatoval člen týmu Tomáš Chochole z Fakulty designu a umění.
Veškeré zkušenosti, které vědci ze ZČU získali z mezioborové mezinárodní spolupráce, by měli využít v novém projektu, který podpořila Technologická agentura ČR. I v něm se totiž propojí protetika, fyzioterapie, design a 3D tisk.
PŘEČTĚTE SI: Zásadní přínos pro pohodlí i zdraví. Český 3D sedák pro vozíčkáře získal ocenění Red Dot
