3D打印對肢殘人的輔助作用

摘 要：3D打印服務于肢殘人的方式，具有由內到外、多層次巨大應用空間：體內、身體彌補殘處，制作貼身護具、衣服，完善周圍生活物品等。在體外，功能集成式3D打印假肢、衣服、家具、空間等，能夠很好地輔助肢殘人生活。

關鍵詞：3D打印；肢殘人；輔助

3D打印作為智能制造方式，主要通過做出精確、萬能形狀等，把虛擬合理系統實體化。而肢殘人屬于生命系統實體殘缺者，需要高層次輔助手段，即需要3D打印幫助形成更合理的生命-環境系統。

1 體內、身體彌補殘處

1.1 體內彌補殘處

醫院里，3D打印人體內部骨骼修補件、替換件已是常見醫療方式。雖然人體器官、組織都需要一定的形狀，但是骨骼相對無生命力、形狀固定，較方便采用人工材料，適合3D打印方式。

1.2 身體彌補殘處

3D打印假肢也是社會上較受公認的應用方式，因為每個肢殘人的殘缺、病變部位都不完全相同，需要3D掃描、3D打印來精確彌補，如今代表性的應用有Enable國際助殘項目等。

3D打印假肢集成傳感器、電子控制裝置，是國內外科技界正在研究的重要課題，與普通人體“輔助外骨骼”有相似之處，其某些性能甚至遠遠超過人類真實肢體。另外，3D打印假肢也可以有空間上的應用，若是做成網格狀，不但輕巧，內空間還可以做隨身用品放置空間，兼做手機袋、錢包、工具袋等。再有，3D打印假肢預留插口、螺絲等，則可以形成物品、工具接口。

2 制作貼身護具、衣服

護具、衣服，屬于貼身保護身體、彌補缺陷的方式。傳統上，肢殘人護具有硬、半硬、軟三種，硬的如骨折后的固定石膏，半硬如矯形器，軟的有護膝、吊帶等。

2.1 護具

硬護具，用3D掃描、3D打印做石膏或者其它材料的，比傳統石膏具備多種靈活性。

矯形器目的是為了預防或矯正四肢、軀干的畸形，或治療骨關節及神經肌肉疾病并補償其功能。矯形器通常用塑料等材料制作，類似于“捆綁式塑料衣服”。3D掃描、3D打印使矯形器易做、并且準確合乎身體形狀，例如，用于骨科作為硬石膏-軟繃帶之過渡。國外CRP集團正在開發3D打印矯形器系統，首先對肢殘人進行掃描，然后使用專有軟件生成矯形器電腦3D模型，修改、設計出滿足每一個肢殘人特定需求的產品。

2.2 衣服

肢殘人身體與普通人不同，一般衣服往往不合身；而且肢殘人常常隨身攜帶多種輔助物品，較為依賴衣服口袋、工具袋等，需要3D打印的專門服裝或者服裝局部。

3 完善周圍生活物品

肢殘人對于身體周圍物品，具有特殊要求。3D打印方便地迎合這種差異化需求，主要方式有：對一般物品改造，這樣較為便宜、安全；直接3D打印肢殘人用品，這種方式涉及物品安全等，其中某些用品需要專業人士專門設計。

3.1 生活小器具

餐具、梳洗用品、小工具、小文具等。3D打印可以改進其尺度、表面粗糙度、受力方式等。例如餐具，對于胳膊操作困難者，勺子常常需要加長柄。對于無手有胳膊者，需要用胳膊套筒連接插接式勺子。對于手操作困難者，勺子、杯子加帶紋理套子或者握把，可以提高握持質量。這些改進方式，很容易用3D打印實現。

3.2 坐具、臥具

調節尺度、形狀、柔軟程度等。3D打印能夠方便地服務于腿殘者坐姿高度要求，以及腰背畸形者的倚靠、躺臥形狀要求；3D打印硬軟墊子可以調節坐具、臥具柔軟程度。由于下肢傷殘者在臥具、坐具上生活時間很多，而且在坐臥具上常常擺放一些生活用品，從而坐臥具需要加大面積。這方面若是采用3D打印，可以使加大部分完美地吻合原坐臥具。

3.3 桌臺、柜子、廚具

調節尺度、形狀、使用方式等。尺度方面類似于前文坐具、臥具部分。形狀方面，腿殘者常常不方便挪動位置，其胳膊伸展范圍形成球狀空間，對應要求桌面弧形圍繞身體布置，柜子、廚具以凹球面圍繞身體。例如把普通桌子半包圍于腿殘者時，3D打印弧形連續桌面板，可以使這些桌子形成完整桌面。

使用方式上，由于腿殘者活動范圍較小，功能集成式家具受歡迎——把普通桌子、臺子多功能化。3D打印易做桌子的桌邊儲物盒、接口骨架等，箍在桌腿上；為柜子加多功能儲物格等。

3.4 地面輔助設施

下肢傷殘者希望地面、下承面連續或者易于通過。例如地面高差的聯系斜坡、浴缸邊過渡臺階，3D打印可以按照要求準確做出。

3.5 墻面輔助設施

肢殘者往往需要墻面有扶手幫助站立、行走、活動，傳統做法是在墻上做一道水平扶手及一些斜向、垂直扶手。若是肢殘者包含成人、不同年齡兒童同時使用這些扶手，其高度、扶手直徑等就不能滿足差異化要求，從而需要專門設計、制作多種扶手，以3D金屬打印方式最方便。

肢殘者床、桌子周邊墻面往往要用來掛衣服、放置生活用品，需要根據個人生活習慣3D打印墻面掛物架、儲物格等，做到緊湊又合用。

3.6 肢殘兒童康復設施

肢殘兒童成長伴隨康復、糾正過程，由于身體尺度不同，其設施具有階段性，需要3D打印來不斷適應新尺度。另外，肢殘兒童康復需要多種精細器具，例如上螺栓器用于手指訓練、體操棒改善上肢活動、迷你階梯用于練習腿部肌肉等，如此多種針對個體的精細器具，只有3D打印才能做到低成本、高質量。

4 結語

3D打印對于肢殘人彌補身體缺陷、改進生活用品質量，具有廣闊天地。探索此新領域過程從非承重方式入手、注意功能集成，較為安全、便捷、合用。

參考文獻：

[1]額日登布魯格.3D打印技術的理論與實踐[D].中央黨校，2015.

[2]賈中.生態文化與醫院建筑設計理念[D].重慶大學，2010.