Progetto Protesi 3D e Aggiornamenti

Il Progetto ha l’obiettivo di trasferire le competenze tecniche agli addetti del laboratorio ortopedico di Qamischlo , che serve tutte le strutture ospedaliere della Siria del Nord gestite da MezzaLuna Rossa Kurda, per produrre protesi di arti superiori e componenti delle protesi degli arti inferiori.

Di seguito il “Progetto master” che, in funzione delle verifiche realizzate durante le fasi di “laboratorio”, viene modificato. I Report di aggiornamento  danno conto in modo dettagliato delle  verifiche e della conseguente rimodulazione della realizzazione.


Protesi 3D per il Rojava (Siria del Nord)

 

Obiettivi del Progetto

Supportare il laboratorio di protesi impiantato a Qamishlo attraverso il trasferimento delle competenze per la produzione con stampante 3D di arti superiori e per l’integrazione dell’attuale processo di produzione di arti inferiori.

 

Il Contesto

In Rojava (Siria del Nord) dopo lunghi anni di guerra contro ISIS molte persone sono rimaste amputate e fra queste molte donne e bambini. Da alcuni anni è operativo un laboratorio di protesi in cui operano 5 addetti ed un coordinatore esperto che, utilizzando componenti standard acquistate sul mercato locale, producono e impiantano le protesi.

Il laboratorio non riesce a soddisfare la domanda locale con un arretrato stimato di circa 1000 persone in attesa per protesi degli arti superiori e 1500 per protesi degli arti inferiori. Questo anche a causa dei tempi di produzione (dai 6 ai 10 giorni per gli arti superiori e 10 giorni per quelli inferiori) e dei costi che vanno da 1500 USD a 4000 per gli arti superiori  e da 2500 a 6000 per gli arti inferiori.

La proposta di Staffetta sanitaria e dei partner del progetto

Tenendo conto che fra le condizioni del Progetto c’è quella di mantenere costi contenuti, è necessario specificare che mentre la produzione di arti superiori non presenta particolari difficoltà, la produzione di arti inferiori completi a costi contenuti appare molto difficile da realizzare. Per questa ragione, per gli arti inferiori, ci si limiterà alla produzione di invasi ed eventuali altre componenti da individuare, da adattare integrandoli nell’ambito dell’attuale processo di produzione.

Gli obiettivi del progetto sono quindi di sperimentare la produzione di protesi degli arti superiori e di integrare l’attuale processo di produzione delle protesi per gli arti inferiori utilizzando la stampa 3D. Questo consentirebbe di diminuire drasticamente i tempi ed i costi di produzione e rispondere più efficacemente alle esigenze dei cittadini del Rojava.

Step principali:

  • Definizione di un “protocollo di sperimentazione”
  • Messa in opera del protocollo nell’ambito di un Laboratorio operativo finalizzato a verificare i dettagli del processo di produzione ed a scrivere un “Manuale d’uso”;
  • Trasferimento delle competenze agli operatori di Qamishlo.

Vantaggi della proposta: a) riduzione dei tempi e dei costi; b) la protesi per l’arto superiore in 3D consente una mobilità meccanica; c) considerando che i modelli sono standard (misure S/M/L) non è necessario che il paziente si sposti prima che l’arto sia pronto per l’adattamento.

Criticità: tempo di apprendimento abbastanza lungo da parte degli addetti locali, disponibilità della strumentazione in loco.

 

Il processo di produzione in 3D

 Fase 1: Visita paziente con misurazioni con scanner 3D (fase superabile per gli arti inferiori)

Fase 2: Modellazione

  1. a) modellazione in scala 1:1;
  2. b) esportazione in formato STL, un’estensione, binario o ASCII,
  3. c) caricamento file su software (es. Cura),
  4. d) produzione file in uscita in GCODE e suo invio alla stampante

Fase 3; Stampa;

Fase4: Montaggio (in particolare per l’arto superiore)

Fase 5: Adattamento al paziente.

 Esempio di arto superiore

 

Esempio di invaso (arto inferiore)

https://www.3dwasp.com/wp-content/uploads/2018/09/oggetto-in-modellazione.jpg)

 Attrezzature e strumenti

 E’ necessario avere disponibili in loco:

  1. Scanner 3D
  2. Software
  3. Stampante 3D
  4. Filo ed altre componenti come feltro, bulloni, viti.

A questo scopo sono stati individuati dei modelli con un buon rapporto qualità/prezzo che andranno individuati in loco. In alternativa si chiede di sapere quali modelli sono presenti in loco.

 Per lo scanner si suggerisce di utilizzare 3d Systems 350470 sense2 3d di scanner

Scanner mobile tridimensionale di 2° generazione Il software per il Sense2 rende le rifiniture molto semplici. Il modello digitalizzato può essere salvato come STL, PLY, WRL o file OBJ. I modelli possono essere rielaborati o stampati subito Vantaggi: Buona qualità di scansione Scansione 3D anche a colori Facilità d’uso Nessuna calibrazione o configurazione Rifiniture semplici Esporta in vari formati: OBJ, STL, PLY, WRL

Software : (software libero-  https://ultimaker.com/en/products/ultimaker-cura-software

Stampante: Technical Specification – 3D Printer

  • FDM printer (Fused Deposition Modelling), that can print from 1.75 or 3mm ABS-plastic filament
  • Build volume – minimum 300x300x200mm size
  • Printing accuracy (x- and y-axis) – 0.1mm
  • Layer height (z-axis) – 0.2mm
  • Build speed – 100mm/s (will mean 5-6 hands can be printed per day)
  • Fully enclosed printing area for temperature management (can be retro-actively fitted)
  • Heated Bed – up to 100 Celsius (or 100-200 watt)
  • Extruder nozzle temperature – 240 Celsius

 Example models:

  • Ultimaker Original Plus, 1000 EUR

 CTC 3D Printer, ~400 EUR)

  • Creality CR-10, Tevo Tornado, XYZ Makerbot, 200-300 EUR (all are Chinese copies of the Prusa Researchi 3 Prusa, original      price 600-700 EUR).

 

 Filo

Arti superiori: ABS-plastic filament (15-28 € al KG)

Arti inferiori PLA (20-25 euros per kilogram) o Nylon (molto migliore ma più difficile da stampare (30-50 euros per kg), in funzione della marca e qualità.

Cronoprogramma

  • Completamento gruppo di lavoro con integrazione di un tecnico-ortopedico
  • Definizione ed invio a MLRK del Protocollo di sperimentazione
  • Formazione interna all’uso della stampante 3D (1-2-3 entro febbraio)
  • Laboratorio per la produzione degli arti superiori in Italia (entro marzo)
  • Laboratorio per la produzione di arti inferiori (in Italia (entro aprile)
  • Laboratorio in Rojava con integrazione/modifica del Manuale d’uso (da maggio in poi)

La fase operativa principale è quella del Laboratorio finalizzata anche a definire nel dettaglio:

  • Le fasi propedeutiche alla produzione (messa in opera della strumentazione);
  • Le attività da fare e gli strumenti per ogni fase (modellazione, produzione, adattamento)
  • I tempi, gli input, i risultati ed i costi.

Gruppo di lavoro

Esponenti di: Staffetta sanitaria, Ingegneria Senza Frontiere (sezione romana), Associazione Solidarietà e Cooperazione , Avana Group (CSOA Forte Prenestino -Roma), FabLab Buridda (Genova), Spazio sociale Centocelle Aperte (Roma). L’attività è coordinata da Staffetta sanitaria e condivisa con MezzaLuna Rossa Kurdistan Italia Onlus, referente italiano di MezzaLuna Rossa Kurda del Rojava (Siria del Nord).

A livello locale, oltre agli addetti del laboratorio ortopedico di Qamishlo, sarebbe necessario avere anche un tecnico esperto di stampanti e/o in grado di gestire problematiche tecniche relative a macchinari.

Report -English version