完全にカスタマイズ可能な新しい 3D プリント ソケット デザインは、義肢業界を変革する予定です。
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サイモン・フレイザー大学の研究者らによると、再考された四肢ソケットのインターフェースは、高度にパーソナライズされた圧力マッピングとAIソフトウェアおよび軽量の充填材を組み合わせており、高度にカスタマイズされた義足を生み出し、より快適に長時間装着できるようになるという。
「初めて、この 3D プリンティング技術は患者から独自の圧力と力の分布データを取得し、そのデータを使用してカスタム補綴装置を設計し、はるかに軽量で通気性と圧力応答性の高いソケットを製造します」と、メカトロニクス システム エンジニアリング スクールの教授であり、論文の責任著者である Woo Soo Kim 氏は述べています。 Biosensors and Bioelectronics に新しい研究が掲載されました。
主な研究結果: 軽量の格子充填物を備えた 3D プリントされた四肢ソケットは次のことを示しました
- 立っているときのエネルギー吸収量は固形詰め物と比較して 1,600% 増加します。
- 歩行時のエネルギー吸収量は固形詰め物と比べて 1,290% 増加します。
従来の義肢フィッティングでは、断端の型取りまたはデジタル スキャンを使用して、最終的なソケットの型を作成します。これらの型は寸法と形状の点で非常に正確ですが、人それぞれに特有の圧力点や力の分布は考慮されていない、とキム氏は説明します。
この研究では、研究者らは、圧力と力を測定するために、折り紙センサーのネットワークを備えた小型の 3D プリント圧力感知マットをシリコンライナーに埋め込みました。テスト患者は、一時的なソケット内に圧力マッピングライナーを装着し、立ったり、平らな面を歩いたり、スロープを下りたり、左右に体を傾けたりして、日常の活動を模倣しました。
カスタマイズされた AI ソフトウェアは、カスタム格子構造を使用して、このデータをパーソナライズされた 3D プリントのソケット設計に変換しました。カスタム格子構造は、蜂の巣や人骨の内部構造など、自然や生物学でよく見られる、高度に組織化された繰り返しの 3D パターンです。
軽量で通気性のあるデザインにより快適性が向上し、健康関連の合併症が軽減されます
研究では、格子状のジャイロイド充填材を使用した 3D プリントされたソケット設計は、従来の固体充填ソケットと比較して、立っているときに 1,600 パーセント多くのエネルギーを吸収し、歩行時には 1,290 パーセント多くのエネルギーを吸収することがわかりました。
研究者らは、同社の新しい3Dプリントソケットは、義肢装着者の快適さと生活の質を向上させるだけでなく、より多くのエネルギーを吸収することで、潰瘍、痛み、不安定性、筋骨格系の問題、変形性関節症などの一般的な合併症も軽減する可能性があると述べている。
Kim 氏は、圧力マップ ライナーの合理化された製造、AI 支援設計最適化ソフトウェア、および 3D プリント ソケット技術が義肢業界に革命を起こす準備ができていると述べています。
「私たちは、地元の義肢装具会社が顧客により良いサービスを提供できるよう支援し、より快適でパーソナライズされた義足を、必要とするすべての人が手頃な価格で入手できるようにしたいと考えています」とキム氏は言います。
臨床現場と新興テクノロジーの出会い
Hodgson Group Orthotics and Prosthetics は、四肢を失った人々に直接利益をもたらす方法で臨床実践と新興技術の橋渡しを支援するために、SFU 主導の研究に参加しました。
3D プリントによる圧力マッピング システムの開発と評価に携わることで、「データ駆動型の設計が、何十年も私たちの専門職の課題となってきた補綴物のフィット感、快適さ、長期的な皮膚の健康領域を有意義に改善できることが浮き彫りになりました」とホジソン グループの義肢装具士、ローレン シューベルト氏は述べています。
「この研究は、革新的でカスタマイズ可能で、より費用対効果の高いソリューションがどのように補綴ライナーとソケットの未来を再構築し、最終的にアクセスを拡大し、患者の日常体験を改善できるかを示しています」とホジソン・グループの装具士カール・ガンツァルト氏は付け加えた。
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#SFU #の研究者が新しい補綴デザインで常識を打ち破る
2026-03-02 17:02:00