德國基爾大學的研究人員開發了新穎的3D打印“尖頭關(guan) 節”，為(wei) 手腕受傷(shang) 的患者提供了更加靈活的手臂支撐形式。

尖刺關(guan) 節的靈感來自於(yu) 蜻蜓的自然翅微關(guan) 節，它具有新穎的互鎖機製，旨在在不損害自由運動的情況下緩衝(chong) 手腕。當設置為(wei) 最大剛度時，科學家們(men) 相信他們(men) 的設備非常適合治療日常勞損和扭傷(shang) ，並防止運動員常見的過度伸展傷(shang) 害。

該圖概述了基爾研究人員的3D打印腕關(guan) 節夾板的布局，

研究人員的3D打印支持物（如圖）證明能夠抵抗30公斤的重量。圖片來自T.C.生物和仿生材料雜誌。

革新腕部夾板

對肌肉，骨骼或關(guan) 節的傷(shang) 害（也稱為(wei) 肌肉骨骼損傷(shang) ）既痛苦又痛苦。根據基爾（Kiel）研究人員的說法，在英國和美國進行的全科醫生訪問中，多達15％與(yu) 此類勞損，扭傷(shang) 和骨折有關(guan) ，其中大部分是由於(yu) 劇烈的體(ti) 育活動，例如健美或舉(ju) 重。

目前，肌肉骨骼損傷(shang) 通常用正統石膏來治療，但這些石膏可能很重，限製性很大，並且對環境極為(wei) 不利。在一項可追溯至2012年的研究中，研究人員發現，僅(jin) 浪費的繃帶每年就產(chan) 生670頓垃圾，這需要創造一種更加環保的解決(jue) 方案。

盡管3D打印的可訪問性不斷提高，最近產(chan) 生了更輕巧且可回收的腕部夾板設計，但它們(men) 通常是為(wei) 提高靈活性而不是移動性而設計的，從(cong) 而限製了佩戴者的活動。為(wei) 了克服這個(ge) 問題，基爾團隊從(cong) 控製蜻蜓翅膀變形的關(guan) 節中汲取了靈感，開發出了更靈活的支撐，能夠更好地適應所施加的載荷。

蜻蜓的圖像及其翼靜脈關(guan) 節的特寫(xie) 鏡頭。

尖刺關(guan) 節基於(yu) 蜻蜓翅膀上的靜脈關(guan) 節。圖片來自T.C.生物和仿生材料雜誌。

堅固但適應性強的尖頭接頭

利用Prusa i3 MK3 3D打印機和PLA燈絲(si) ，科學家們(men) 能夠將他們(men) 的專(zhuan) 利設計變為(wei) 現實，從(cong) 而創建了一個(ge) 可以正常工作的腕板夾板原型。該設備本身具有一個(ge) 可移動部件，該部件具有四個(ge) 相互連接的管狀元件，每個(ge) 元件都包括尖峰狀的塞子，允許用戶設置所需的角度以將其鎖定到位。

在其他地方，穿孔14×3×2 cm3的腕部支撐以改善透氣性，並在側(ce) 麵裝有四個(ge) 手柄和維可牢尼龍搭扣帶，易於(yu) 安裝或拆卸。為(wei) 了評估設備的承重能力，研究小組對其進行了一係列靜態彎曲測試，事實證明該設備能夠承受高達30kg的重量。

如果由更具彈性的合金製成，研究人員聲稱它們(men) 的支撐可以承受超過450kg的壓力，鑒於(yu) 目前舉(ju) 重世界紀錄為(wei) 477kg，這絕非易事。進一步的測試表明，該設備的“尖峰”也可以在腕部角度最大為(wei) 70-80°的情況下激活，從(cong) 而證明了其在預防超伸損傷(shang) 中的功效。

盡管科學家尚未對其新穎的腕骨夾板進行臨(lin) 床試驗，但他們(men) 已經設計出了膝蓋和肘部的變體(ti) ，並考慮了他們(men) 代表“可銷售技術”的方法。該團隊還相信，他們(men) 的“可變移動性”概念可能非常適合機器人技術或工程應用，將來可能會(hui) 產(chan) 生變形的承重結構。

3D打印優(you) 化的手臂支架

使用3D打印，可以精確調整許多臨(lin) 床設備的尺寸和剛性水平，並且該技術通常用於(yu) 製造定製支架。

例如，佐治亞(ya) 大學的研究人員已經使用3D打印機為(wei) 美式足球運動員索尼·米歇爾（Sony Michel）創建了個(ge) 性化的手臂支架。碳纖維支撐使奔跑者恢複活動，同時保持了比賽過程中感覺到手臂下方的球的能力。

同樣，東(dong) 南大學中大醫院的臨(lin) 床醫生用3D打印了一種新穎的手臂支撐，使患者能夠重新使用左手。與(yu) 傳(chuan) 統技術相比，使用3D掃描和建模，醫生最終能夠製造出更具可定製性的支架。

意大利生物醫學初創公司Exos采用更具可擴展性的方法，已開始銷售其新的“ Armor”係列可定製3D打印後牙套。模塊化支架在CES 2021上首次亮相，堅固而透氣，可根據每個(ge) 患者的需求量身定製。