Utrata palca może oznaczać problemy z pracą, codziennymi czynnościami i samodzielnością. Studenci Politechniki Wrocławskiej chcą to zmienić, tworząc niedrogie, modułowe protezy palców drukowane w technologii 3D. Projekt, który rozwijają w ramach startupu Omnitechnika, ma być tańszy i bardziej funkcjonalny od obecnie dostępnych na rynku systemów.

40 proc. osób bez protezy

– Początki pomysłu sięgają kilku lat wstecz i mają osobiste podłoże. Mój dziadek miał wypadek, w którym stracił palce. Lekarzom udało się je przyszyć, ale wtedy zobaczyłem, jak niewiele rozwiązań jest dostępnych dla osób, którym nie można było pomóc w taki sposób – mówi Mateusz Gajewski, założyciel startupu, student na Wydziale Mechanicznym.

Kolejnym impulsem dla młodych inżynierów były ich doświadczenia w trakcie pracy na produkcji, gdzie zetknęli się z realiami osób wykonujących zawody wysokiego ryzyka, dla których utrata palca to nie tylko problem estetyczny, ale przede wszystkim zawodowy. Według oficjalnych statystyk blisko 40 proc. osób po amputacji palców nie korzysta z żadnej formy protezy ani rekonstrukcji.

Problemem w tym wypadku jest nie tylko mały wybór protez, ale także ich bardzo wysoka cena, przez którą część osób rezygnuje z protezy mimo jej znaczenia dla codziennego funkcjonowania. Te obserwacje stały się podstawą filozofii startupu: stworzyć produkt, który jest trwały, tani i szybki w produkcji.

– Chcemy maksymalnie uprościć cały proces. Zamiast tradycyjnych, czasochłonnych metod stawiamy na cyfrowy model dłoni, automatyczne dopasowanie protezy i druk 3D. Najpierw wykonywany jest skan dłoni pacjenta. Na jego podstawie powstaje cyfrowy model, do którego nasze autorskie algorytmy dopasowują protezę. Ostatnim etapem jest wydruk 3D. Obecnie wykorzystujemy technologię SLA (stereolitografia), która zapewnia wysoką precyzję detali, ale w przyszłości rozważamy również inne metody dla zwiększenia wytrzymałości – tłumaczy Mateusz Gajewski.

Od skanu do gotowego palca w mniej niż dwie godziny

Największą przewagą opracowanego rozwiązania ma być czas. Od wykonania skanu do założenia gotowej protezy mogą minąć mniej niż dwie godziny. Dla porównania, w tradycyjnym procesie protetycznym oczekiwanie na gotowe rozwiązanie może trwać tygodniami.

Warto podkreślić, że proteza to nie tylko nieruchomy odlew. Aby była użyteczna, musi oddawać naturalną motorykę ludzkiej dłoni i działać podobnie jak ludzki palec: składa się więc z segmentów,  które poruszają się względem siebie i pozwalają na chwytanie przedmiotów. Zamiast skomplikowanej elektroniki studenci wykorzystali system podwójnych zawiasów. Dzięki temu palec może się zginać mechanicznie, a cała konstrukcja pozostaje prostsza, tańsza i łatwiejsza w naprawie.

Staw jak bezpiecznik

– W naszym projekcie postawiliśmy na modularność. Docelowo tylko lej protezowy ma być drukowany pod konkretnego pacjenta. Reszta komponentów będzie ustandaryzowana i produkowana metodą wtrysku, co jeszcze bardziej obniży koszty – wyjaśnia Miłosz Armatys, również student na Wydziale Mechanicznym. – Stawy mają też działać jak bezpieczniki. Przy silnym uderzeniu lub zmiażdżeniu zniszczeniu ulegnie tani, wymienny element, a nie cała proteza. Jego wymiana ma zajmować zaledwie kilkanaście sekund – dodaje.

Obecna wersja protez jest czysto mechaniczna i bazuje na ruchu ścięgien pozostałych po amputacji, ale w przyszłości twórcy startupu chcieliby rozwinąć zaawansowany system haptyczny, który byłby w stanie przywrócić pacjentom chociaż namiastkę zmysłu dotyku.

Ma on działać w standardzie plug and play i zakłada, że w segmentach palca umieszczone zostaną czujniki nacisku, sygnał będzie przesyłany do opaski na nadgarstku, a miniaturowe silniczki wibracyjne, podobne do tych stosowanych w smartfonach, poinformują użytkownika o sile ucisku.

Wsparcie na co dzień

Na pierwszym etapie rozwoju studenci chcą wprowadzić rozwiązanie nie jako certyfikowany wyrób medyczny, ale jako produkt wspierający codzienne funkcjonowanie.

– Z jednej strony pozwoli nam to natychmiast dotrzeć do osób potrzebujących takiego rozwiązania bez zbędnego oczekiwania na urzędowe zgody, a z drugiej brak sztywnych ram certyfikacji da nam szansę na szybkie wprowadzanie poprawek na podstawie opinii użytkowników. Zakładamy, że koszt jednej protezy będzie oscylował w granicach 60 dolarów – zaznacza Mateusz Gajewski.

Zanim protezy trafią na rynek, przejdą testy w ekstremalnych warunkach. Twórcy chcą, aby rozwiązanie wytrzymywało obciążenia rzędu 300 kg podczas podnoszenia ciężkich elementów.

– Nie zamierzamy ograniczać się tylko do rynku lokalnego. W przyszłości chcielibyśmy licencjonować swoją technologię istniejącym już centrom druku i skanowania 3D. Tym samym pacjent w dowolnym kraju na świecie mógłby wykonać skan i wydruk protezy w lokalnym punkcie bez konieczności jej zamawiania i oczekiwania na przesyłkę – podkreśla Miłosz Armatys.

Omnitechnika rozwija się w Akademickim Inkubatorze Przedsiębiorczości PWr. Startup ma już na koncie pierwsze sukcesy: zwycięstwo w kategorii „Sukces w zakresie innowacji” w 10. edycji konkursu „Młode Talenty”, trzecie miejsce w programie preinkubacyjnym Grow Up Tech organizowanym przez AIP PWr oraz podium w konkursie „Wielka Bitwa o Startup” Dolnośląskiego Funduszu Rozwoju.

mic