3Dプリント　母指の装具（サムポスト）

Created Date: 2024-08-21/ updated date: 2024-08-28
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3Dプリント　母指の装具（サムポスト） by Yasuhiro0625 is licensed under the Creative Commons - Attribution-NonCommercial-ShareAlike license.
Summary
3Dプリントサムポストを作成しました。いくつかの試作を行いました。
これまで曲率の高い３Ｄプリントスプリントの作成は困難でしたが、形、材料を調整することで実際に使用できるサムポストが完成しました。型紙・裁断工程の省略でき、通常のスプリント材より低コストで作成できることが利点です。折り曲げ加工は困難なため、計測後スライサーにてサイズ調整が必要です。

Materials

    Tools

      Blueprints

        Making

        • 3Dプリント製手の装具（スプリント）の意義

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          ・急性期病院では昨今入院期間短縮傾向にあります。
          ・それに伴い手の外科患者に対するハンドセラピィ実施時間も短縮傾向です。
          ・スプリント作成のみで退院・転院するクライエントが多いです。
          ・そこで当院ではスプリント作成時間短縮に3Dプリンターを導入しています。


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            • 母指のスプリント（サムポスト）作成について

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              ・サムポストは作成時母指周囲を覆うように作製するため、スプリント材を曲げて伸ばす必要があります。
              ・PLAで装具を作成する場合、素材の特徴から手に沿わせて曲げる、伸ばす装具は適応ではないと考えています。
              ・素材や、形を工夫して3Dプリントによるサムポストを考案することを目標に作成しました。

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                • 方法

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                  1.トレース型紙作成
                  2.3Dモデリング FUSION360
                  3.スライスCURA QiDiプリント
                  4.出力 3Dプリンター（QiDi社製 i-fast） フィラメント Polymaker社製 Polilite ユニチカ製 TRF+H
                  5サムポスト作成 　ヒートパン、ヒートガン、ドライヤーにて

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                    • 試作1

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                        • 型紙→トレース

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                          手書きしたものをメジャーで寸法測定しながらFUSION360でトレース

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                          • 結果と課題

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                            ・トレース　可動性を考慮して作成
                            　→母指のMP関節の可動が大きく、CM関節の可動を制限できませんでした。
                            ・通気性を考慮し作成
                            　→スプリント作成時、通気孔部にお湯が定着し熱かったです。
                            ・PLAの特性　熱加工可能ですが、10秒程度で硬化するため1回の熱処理で造型するのは困難でした。
                            ・厚み　インフィル40％　トップ・ボトムがなくCM関節の制動は弱いかもしれません。

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                          • 試作2

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                              • 型紙の作成

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                                型紙を作成　紙にも伸張性がないことから、紙でサムポストに最適な形を試作しました。

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                                • モデリング

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                                  型紙を画像ファイルに変換後、FUSION360に取り込みました。
                                  枠線をスケッチし、押し出し3mm,フィレットを両面１ｍｍ設定しました。

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                                  • 成型

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                                    ヒートガンとお湯にて作成
                                    加熱後の軟化時間は短いため成形には数回加熱しました。
                                    母指IP関節屈曲時、MP関節外側部に隆起ができるため除圧しました。
                                    掌側をベータパイルで2点固定することでCM関節の固定が安定しました。
                                    お湯にてトリミング可能でした。
                                    動画を参照してください。
                                    https://youtube.com/shorts/mf98dmD8vDk

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                                    • 結果と課題

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                                      ・伸張性を考慮して型紙を作成した結果、ジャストサイズのものができました。
                                      　クッション材を設置し密着性が改善しました。
                                          面取りしているので、トリミングは必要ありません。
                                      ・成型時、曲げる作業が多いためPLAでは加熱工程が多くなりました。
                                      ・IP関節屈曲時にMP関節後面のスキンテアリスクに対策が必要でした。これは母指全体の密着性が弱く、指を曲げるとスプリントの中でＭＰ関節が動いてしまうためではないかと考えました。

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                                    • 試作3

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                                        • CURAにてスライス

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                                          Top/Bottom0.8mm　インフィル40％　厚さ2.5ｍｍ　TRF+H　39gで出力　

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                                          • ドライヤーにて成型

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                                            出力後ドライヤーにて成型しました
                                            30秒程度ドライヤーで加熱すると素材は柔らかくなります。　
                                            伸張性・柔軟性はPLAとスプリント材の中間程度の印象です。
                                            柔軟持続性はPLAより長く成型しやすいです。
                                            折り返すような曲げは無理でした。
                                            PLAと比べ柔軟性があるため、母指IP関節からCM関節までの密着性が高くCM関節固定が良好でした。

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                                            • お湯・ヒートガンで採型

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                                              お湯で成型しました。
                                              ジャストサイズのものが完成しました。
                                              TRF+Hはお湯で加熱後、30秒程度柔軟性が持続しました。
                                              ドライヤーで成型するより作成時間は短縮できます。
                                              母指IP関節部分を折り曲げるのはヒートガンを使用しても困難です。
                                              そのため、計測が重要になります。
                                              ヒートガンで母指背側部分を圧着するとCM関節の固定は安定しました。クッション材も必要ありませんでした。
                                              ベルクロオスをヒートガンで接着し、ベータパイルを取り付けて完成です。
                                              PLAと比較するとCM関節の固定は良好です。

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                                              • 計測ポイント

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                                                計測すべきポイント　
                                                ・母指の水かきとIP関節皮線の距離ー５ｍｍ
                                                　IP関節屈曲時にスプリントが邪魔しないように調整します。
                                                ※母指IP部分の折り返し加工が困難なために短めに設定必要です。
                                                参考：STLファイルデータの変倍85％で27ｍｍ、115％で37ｍｍになります。

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                                                  PLAとTRF+Hで作成したサムポストを動画で比較します。
                                                  https://youtube.com/shorts/TxSZBpotiqo
                                                  TRF+Hで成型したサムポストはPLAよりCM関節固定性が良好でした。
                                                  お湯・ヒートガンでの成型はドライヤーより成型が用意でした。

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                                                • サムポスト作成費用　13.2×17.5×2.5mm　出力39g

                                                  0
                                                  原価
                                                  ・アクアプラスト　2.4ｍｍ穴なし　460mm×610㎜　14,200円　税抜き
                                                  ・TRF＋H　　　　 500ｇ　                                          10,050円　税抜き　　　
                                                  作成費用
                                                  ・アクアプラスト　裁断を調整すれば10個作成可能　1個当たり1420円
                                                  ・TRF+H　　　　　12個作成可能　　　　　　　　  1個当たり875円

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                                                    • 3Dプリントスプリントの特徴

                                                      0
                                                      ・型紙作成・裁断の工程を省略できます。
                                                      ・プリント材と比較してコストパフォーマンスが高いです。
                                                      ・見た目が美しいものができます。
                                                      ・端材が出ません。
                                                      ・プリント作成経験が少ない作業療法士でも作成しやすいです。

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                                                          Usages

                                                          • 使用方法

                                                            1.計測実施
                                                            2.計測した寸法を考慮し、スライサーソフトでサムポストを縮尺し出力
                                                            3.TRH+Hで作成したスプリント型をお湯で成型
                                                            4.ヒートガンで母指背側部、ベルクロオスを接着
                                                            5.ベータパイルを取り付け完成
                                                            6.医師の指示のもと、CM関節安静用に使用

                                                          Project comments

                                                          • No.001minaninaPosted date: 2024-08-27
                                                            This essay is excellent and really helpful. I've been silently practicing this, and I'm becoming better at it! Enjoy yourself, work harder, and develop your impressiveness candy clicker 2 free game online