L’uso della tecnologia di stampa 3D per la creazione di protesi personalizzate e a basso costo, è sicuramente uno dei migliori esempi di come la tecnologia può essere utilizzata per aiutare pazienti che hanno bisogno di tali device e non possono permetterselo. Esistono, tuttavia, diversi disturbi che interessano alcune zone del corpo, in particolare le mani e le dita, piuttosto che un intero braccio. Tra questi casi rientrano le vittime di ictus, che non essendo più in grado di utilizzare le dita in modo efficace, spesso ricorrono alla terapia fisica nel tentativo di recuperare una efficiente mobilità.
L’ingegnere Daniel Levy ha creato un esoscheletro stampato in 3D, open source, progettato per aiutare le vittime di ictus o tutti quei pazienti che lamentano la mancanza di movimento di uno o più dita, a recuperare la mobilità della mano.
Levy fa parte di un gruppo di ricerca al Lehigh Universities Mountaintop Program, un programma che “dà la libertà e lo spazio per farci lavorare su tutto ciò che desideriamo per 10 settimane, con un budget 1500 dollari a testa, con poco o nessun tipo di sorveglianza o di regolamentazione.”, ha spiegato lo stesso Levy a 3ders.
Attratto da sempre dalla prototipazione rapida e dalla stampa 3D, e ispirato dalla storia del fratello di un suo caro amico che dopo aver subìto una lesione spinale, non è riuscito a riguadagnare la funzione della mano, Levy insieme al suo team – Jeff Peisner, Elena Ramirez, Emily Macmillan e Nan Egli – ha progettato e creato un dispositivo che utilizza il movimento del polso del paziente per aprire e chiudere le dita.
Esaminando in che modo i movimenti del polso simultaneamente colpissero i tendini delle dita, Levy ha cominciato a modellare alcuni di questo concetti in SolidWorks, stampando di volta in volta i risultati dei suoi progetti, in un processo di design iterativo che testasse ulteriormente le sue teorie meccaniche. Una volta trovata la direzione ideale della sua progettazione, Levy e il suo team hanno centrato la progettazione attorno a tre parametri che rendessero il dispositivo utile e accessibile al maggior numero possibile di utenti: personalizzazione, comfort e convenienza.
“Due sono gli usi principali di tale progetto: il primo è l’uso funzionale, grazie al quale il dispositivo aiuterà il paziente a cogliere un oggetto che altrimenti non avrebbe avuto la forza necessaria delle dita per prenderlo. Il secondo aspetto importante del progetto è il suo utilizzo per la riabilitazione domestica, in quanto il paziente potrà indossare il dispositivo e ripetere più volte il movimento del polso. Questo tipo di riabilitazione ripetitiva si avvale del concetto di neuroplasticità, per il quale il movimento ripetitivo assistito genera nuove connessioni nel cervello e, infine, permettere al paziente di muovere le sue membra, senza il bisogno di assistenza”, ha spiegato Levy.
Durante tutto il processo di progettazione, Levy ha visitato spesso il fratello del suo amico, in modo da ottenere un feedback dettagliato sul progetto, perfezionandone ulteriormente il senso.
La maggior parte dei pezzi di Spiderhand, è stata realizzata con un infill al 100% in modo da aumentarne la robustezza per ciascuno dei pezzi, così come il tempo di stampa totale (18-20 ore).
Il funzionamento di Spiderhand sembra essere molto semplice: basta inclinare il polso all’indietro per chiudere le dita, e invece spingere il polso in avanti per aprirle.
Levy è arrivato così a far sì che il suo Spiderhand utilizzasse il movimento del polso per eseguire il movimento di apertura e chiusura delle dita. Poiché ogni paziente ha caratteristiche diverse dall’altro, la mano è stata progettata per essere adattata in due modi: in primo luogo, le aste metalliche sono state pensate per dare la possibilità di regolare la lunghezza tra il pezzo dell’avambraccio e il pezzo del dito, attraverso un campo di regolazione di 2 pollici che lo rende adatto per quasi tutte le dimensioni della mano, considerando anche che ogni dito può essere regolato separatamente. In secondo luogo, ciascuno dei collari NinjaFlex può essere ridimensionato e stampato, senza la necessità di ristampare l’intero esoscheletro.
Ora il progetto di Levy è già al next level: Elena Ramirez sta lavorando al pezzo del pollice, in modo che si mantenga rigido per permettere alle dita di mettere la giusta pressione su di un oggetto. Si sta lavorando anche sulle dimensioni regolabili in modo da rendere la presa più larga o più stretta, a seconda delle dimensioni della mano e di quelle dell’oggetto da afferrare.
Attualmente, l’obiettivo di Levy è quello di rendere il dispositivo open-source, in modo che sia accessibile al maggior numero di utenti possibile, per realizzare un design più universale per una più ampia varietà di utenti e necessità.
In ultima analisi, Levy vorrebbe dar vita ad una vera e propria linea di progetti di esoscheletro, dove ciascuno dei disegni potrebbe essere costruito su misura per gli utenti o scaricato direttamente per poter essere stampato.
Per chi fosse interessato a creare il proprio Spiderhand, Levy e il suo team ha già caricato i file STL necessari su Thingiverse.
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