3D打印对肢残人的辅助作用

摘 要：3D打印服务于肢残人的方式，具有由内到外、多层次巨大应用空间：体内、身体弥补残处，制作贴身护具、衣服，完善周围生活物品等。在体外，功能集成式3D打印假肢、衣服、家具、空间等，能够很好地辅助肢残人生活。

关键词：3D打印；肢残人；辅助

3D打印作为智能制造方式，主要通过做出精确、万能形状等，把虚拟合理系统实体化。而肢残人属于生命系统实体残缺者，需要高层次辅助手段，即需要3D打印帮助形成更合理的生命-环境系统。

1 体内、身体弥补残处

1.1 体内弥补残处

医院里，3D打印人体内部骨骼修补件、替换件已是常见医疗方式。虽然人体器官、组织都需要一定的形状，但是骨骼相对无生命力、形状固定，较方便采用人工材料，适合3D打印方式。

1.2 身体弥补残处

3D打印假肢也是社会上较受公认的应用方式，因为每个肢残人的残缺、病变部位都不完全相同，需要3D扫描、3D打印来精确弥补，如今代表性的应用有Enable国际助残项目等。

3D打印假肢集成传感器、电子控制装置，是国内外科技界正在研究的重要课题，与普通人体“辅助外骨骼”有相似之处，其某些性能甚至远远超过人类真实肢体。另外，3D打印假肢也可以有空间上的应用，若是做成网格状，不但轻巧，内空间还可以做随身用品放置空间，兼做手机袋、钱包、工具袋等。再有，3D打印假肢预留插口、螺丝等，则可以形成物品、工具接口。

2 制作贴身护具、衣服

护具、衣服，属于贴身保护身体、弥补缺陷的方式。传统上，肢残人护具有硬、半硬、软三种，硬的如骨折后的固定石膏，半硬如矫形器，软的有护膝、吊带等。

2.1 护具

硬护具，用3D扫描、3D打印做石膏或者其它材料的，比传统石膏具备多种灵活性。

矫形器目的是为了预防或矫正四肢、躯干的畸形，或治疗骨关节及神经肌肉疾病并补偿其功能。矫形器通常用塑料等材料制作，类似于“捆绑式塑料衣服”。3D扫描、3D打印使矫形器易做、并且准确合乎身体形状，例如，用于骨科作为硬石膏-软绷带之过渡。国外CRP集团正在开发3D打印矫形器系统，首先对肢残人进行扫描，然后使用专有软件生成矫形器电脑3D模型，修改、设计出满足每一个肢残人特定需求的产品。

2.2 衣服

肢残人身体与普通人不同，一般衣服往往不合身；而且肢残人常常随身携带多种辅助物品，较为依赖衣服口袋、工具袋等，需要3D打印的专门服装或者服装局部。

3 完善周围生活物品

肢残人对于身体周围物品，具有特殊要求。3D打印方便地迎合这种差异化需求，主要方式有：对一般物品改造，这样较为便宜、安全；直接3D打印肢残人用品，这种方式涉及物品安全等，其中某些用品需要专业人士专门设计。

3.1 生活小器具

餐具、梳洗用品、小工具、小文具等。3D打印可以改进其尺度、表面粗糙度、受力方式等。例如餐具，对于胳膊操作困难者，勺子常常需要加长柄。对于无手有胳膊者，需要用胳膊套筒连接插接式勺子。对于手操作困难者，勺子、杯子加带纹理套子或者握把，可以提高握持质量。这些改进方式，很容易用3D打印实现。

3.2 坐具、卧具

调节尺度、形状、柔软程度等。3D打印能够方便地服务于腿残者坐姿高度要求，以及腰背畸形者的倚靠、躺卧形状要求；3D打印硬软垫子可以调节坐具、卧具柔软程度。由于下肢伤残者在卧具、坐具上生活时间很多，而且在坐卧具上常常摆放一些生活用品，从而坐卧具需要加大面积。这方面若是采用3D打印，可以使加大部分完美地吻合原坐卧具。

3.3 桌台、柜子、厨具

调节尺度、形状、使用方式等。尺度方面类似于前文坐具、卧具部分。形状方面，腿残者常常不方便挪动位置，其胳膊伸展范围形成球状空间，对应要求桌面弧形围绕身体布置，柜子、厨具以凹球面围绕身体。例如把普通桌子半包围于腿残者时，3D打印弧形连续桌面板，可以使这些桌子形成完整桌面。

使用方式上，由于腿残者活动范围较小，功能集成式家具受欢迎——把普通桌子、台子多功能化。3D打印易做桌子的桌边储物盒、接口骨架等，箍在桌腿上；为柜子加多功能储物格等。

3.4 地面辅助设施

下肢伤残者希望地面、下承面连续或者易于通过。例如地面高差的联系斜坡、浴缸边过渡台阶，3D打印可以按照要求准确做出。

3.5 墙面辅助设施

肢残者往往需要墙面有扶手帮助站立、行走、活动，传统做法是在墙上做一道水平扶手及一些斜向、垂直扶手。若是肢残者包含成人、不同年龄儿童同时使用这些扶手，其高度、扶手直径等就不能满足差异化要求，从而需要专门设计、制作多种扶手，以3D金属打印方式最方便。

肢残者床、桌子周边墙面往往要用来挂衣服、放置生活用品，需要根据个人生活习惯3D打印墙面挂物架、储物格等，做到紧凑又合用。

3.6 肢残儿童康复设施

肢残儿童成长伴随康复、纠正过程，由于身体尺度不同，其设施具有阶段性，需要3D打印来不断适应新尺度。另外，肢残儿童康复需要多种精细器具，例如上螺栓器用于手指训练、体操棒改善上肢活动、迷你階梯用于练习腿部肌肉等，如此多种针对个体的精细器具，只有3D打印才能做到低成本、高质量。

4 结语

3D打印对于肢残人弥补身体缺陷、改进生活用品质量，具有广阔天地。探索此新领域过程从非承重方式入手、注意功能集成，较为安全、便捷、合用。

参考文献：

[1]额日登布鲁格.3D打印技术的理论与实践[D].中央党校，2015.

[2]贾中.生态文化与医院建筑设计理念[D].重庆大学，2010.