Spojení protetiky, designu a 3D tisku na ZČU přineslo nové možnosti pro výrobu protézy ruky

Spojení tří různých oborů na třech různých fakultách Západočeské univerzity v Plzni (ZČU) ukázalo nové možnosti výroby zevního lůžka na myoelektrickou protézu ruky. Interdisciplinární mezinárodní projekt Výzkumné inovace v protetice, na němž plzeňský tým spolupracoval s kolegy a kolegyněmi z Technické vysoké školy Deggendorf, prověřil 3D tisk jako metodu pro výrobu protézy ruky a ukázal nové možnosti designového a technického zpracování.

„Výroba protézy ruky je složitý technologický proces. Samotné zevní lůžko protézy se konvenčně vyrábí laminací. 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,“ popisuje Rita Firýtová z Fakulty zdravotnických studií (FZS), hlavního řešitele projektu. FZS je jedinou fakultou v ČR vzdělávající budoucí ortotiky-protetiky v prezenční formě studia. Do projektu přizvala tři studující v doktorském studiu.   

Cílem projektu, na němž se podílela také Fakulta designu a umění Ladislava Sutnara a Regionální technologický institut (RTI) Fakulty strojní, bylo vyvinout nové postupy tvarového, konstrukčního a 3D tiskového řešení pro výrobu zevního lůžka na myoelektrickou protézu horní končetiny. Různá řešení testoval tým odborníků ve spolupráci s pětapadesátiletým Jiřím z Plzně, který v roce 2001 následkem úrazu přišel o pravou ruku. „Podařilo se nám vytvořit kompletní technologický postup a 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,“ doplňuje Tomáš Chochole ze Sutnarky.

Autorem designového řešení výsledné protézy je Zdeněk Veverka, vedoucí ateliéru Produktového designu Sutnarky, jehož úkolem bylo co nejlépe využít prostor vymezený protetiky na straně jedné a odborníky na 3D tisk z výzkumného centra RTI na straně druhé.

Pozitivním překvapením byla pro členy a členky týmu pevnost 3D tiskem vyrobené protézy. „Ukázalo se, že vytištěná protéza má velmi dobré mechanické vlastnosti a splňuje vše, co potřebujeme,“ konstatuje Tomáš Tykal z Protetiky Plzeň, která se na projektu také podílela. 

3D tisk se přitom podle něj 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,“ vysvětluje Tomáš Tykal.

V průběhu projektu byl český tým v kontaktu s výzkumníky z Technologického kampusu Cham, který je součástí Technické vysoké školy Deggendorf. „Spolupracovali jsme velmi úzce, nejvíce tým Zdeňka Chvala z RTI, který konzultoval zvolené postupy a sdílel výsledky tlakových, únavových a dalších testů,“ přibližuje Rita Firýtová z FZS s tím, že bavorský tým testoval návrhy ve spolupráci s osmadvacetiletou Annou, které byla amputována pravá ruka z důvodu vrozené deformity.

„Oba týmy došly k podobným závěrům,“ hodnotí českou a bavorskou část projektu Rita Firýtová. „3D tisk se ukázal jako vhodný způsob výroby zevního lůžka protézy. Dá se předpokládat, že vývoj půjde tímto směrem,“ domnívá se. Jednou z výhod 3D tisku podle ní může být i cenová dostupnost protéz. „V Česku ani v Německu však zatím zdravotní pojišťovny 3D tiskem vyrobené protézy nehradí. I to se ale časem může změnit,“ dodává.

„Každopádně se tématem budeme zabývat nadále. Jiří, se kterým jsme protézu testovali, se rozhodl zkoušet ji v běžném životě. Budeme tak mít možnost vidět, jak se na ní projeví ještě větší zatížení, a porovnat to s výsledky z testů v laboratoři,“ dodává Rita Firýtová.    

Výstupy v prosinci ukončeného projektu představily oba týmy studentkám a studentům 2. ročníku bakalářského studijního programu Ortotika-protetika. Někteří z nich se rozhodli zabývat se daným tématem v rámci své bakalářské práce.

Veškeré zkušenosti z mezioborové mezinárodní spolupráce využijí plzeňští kolegové v novém projektu, podpořeném Technologickou agenturou ČR. I něm se totiž propojí protetika, fyzioterapie, design a 3D tisk.

Projekt č. 339, Výzkumné inovace v protetice, byl podpořen z Programu přeshraniční spolupráce/Česká republika – Svobodný stát Bavorsko, Cíl EÚS 2014–2020, Hlavní řešitel: Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta zdravotnických studií, Partneři: Fakulta designu a umění Ladislava Sutnara, Regionální technologický institut Fakulty strojní, Asociovaní partneři: Protetika Plzeň, Otto Bock ČR, OT Süd Orthopädietechnik, Fachklinik Osterhofen