3D打印形狀記憶新材料的新型可定制石膏

來(lái)源：3xmaker合越智能

每年，大約有 600 萬(wàn)美國(guó)人骨折并前往醫(yī)生處進(jìn)行石膏或玻璃纖維石膏固定。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)六個(gè)星期的保持石膏干燥并抵制刮傷下面皮膚的沖動(dòng)后，患者回到他們的醫(yī)生那里，將石膏移除并扔進(jìn)垃圾桶，無(wú)法再次使用。 卡內(nèi)基梅隆大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院科研人員創(chuàng)造了一個(gè)新的材料系統(tǒng)，可以改變骨科領(lǐng)域的這一標(biāo)準(zhǔn)——ExoForm。

Exoform 是一種緊湊、可定制和半剛性的可穿戴材料，具有自熔邊緣，可立即、可調(diào)節(jié)和可重復(fù)使用。它提供了獨(dú)特的能力，可以在不依賴醫(yī)療專業(yè)人員的情況下，專門(mén)適應(yīng)個(gè)人身體。Exoform 的想法起源于新冠疫情期間，它是一種可以 3D 打印和自成型以完美貼合佩戴者的面罩。不久之后，該團(tuán)隊(duì)意識(shí)到可以更廣泛地使用該材料的應(yīng)用，并創(chuàng)建了演員表。

Exoform 鑄件與當(dāng)?shù)厮幍戡F(xiàn)有的矯形材料（即手指夾板和腕帶）的區(qū)別在于，它可以成功支撐各種復(fù)雜的身體部位，并在整個(gè)愈合過(guò)程中調(diào)整其剛度。它還具有透氣性，可以浸入水中，帶來(lái)更舒適的穿著體驗(yàn)。

Exoform 最初是一種扁平結(jié)構(gòu)，需要加熱（70-80 攝氏度）才能成型。為保護(hù)佩戴者免于燒傷，使用者必須首先在他們打算佩戴石膏的皮膚周?chē)�包�?3 層紗布。鑄件具有傳感和控制系統(tǒng)，可以觸發(fā)白色 LED 燈以指示材料何時(shí)處于安全處理溫度。一旦加熱，材料就會(huì)在身體周?chē)�形成�?biāo)準(zhǔn)化的形狀，以初始化粗略的合身。然后用戶可以手動(dòng)將材料雕刻成他們自己的完美貼合。白色 LED 燈會(huì)隨著可穿戴設(shè)備的收緊而變得明亮和變暗。

Exoform 可以平放存放，節(jié)省了近 95% 的成型鑄件所占用的體積。

現(xiàn)有的石膏和玻璃纖維模型在整個(gè)愈合過(guò)程中保持僵硬，并限制了使用者的活動(dòng)能力。這種限制會(huì)延遲身體的自然愈合時(shí)間。使用 Exoform，當(dāng)身體開(kāi)始愈合時(shí)，佩戴者可以移除部分石膏以松開(kāi)材料，從而增加活動(dòng)性并最終加快愈合時(shí)間。一旦完全愈合，使用者可以自行移除石膏并開(kāi)始拒絕材料。

LED 指示燈指示溫度何時(shí)處于安全處理溫度和貼合度。

有了自熔邊緣，在成型和愈合過(guò)程中去除的任何材料塊都可以通過(guò)將邊緣壓在一起來(lái)重新添加。這使得重復(fù)使用成為可能。在邊緣接觸后的數(shù)小時(shí)內(nèi)，Exoform 部件會(huì)自動(dòng)融合成原始的平面形狀。這種扁平包裝節(jié)省了近 95% 的已組裝鑄件所占用的體積，便于存放，以防有一天朋友或家人需要自己的鑄件。總而言之，Exoform 的可塑性意味著未來(lái)的可穿戴設(shè)備可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行定制。