3Dプリンターでカスタム医療保護部品の製作

XO Armorは、アスリートのトレーナーとスポーツ医学の専門家に、アスリート向けの3Dプリント保護ギアの作成を手掛けている企業です。

XO Armorの初期の頃は、オーバーン大学にあるMichaelZabalaの生物医学工学研究室で始まりました。大学では、Zabalaは人体用のスキャナーを使用して人体にフィットした3Dモデルを作成しました。彼の最終的な目標は、3Dプリントされた義肢を既存の義肢の代替にすることでした。

彼は、大学からの内部資金提供を通じて、Raise3D Pro2とPro2Plus（販売終了）を導入しました。（※現在は後継となるRaise3D Pro3シリーズをご案内しています。）

3Dプリンターでのカスタム作成

Zabalaは、負傷した手のためのカスタムブレースを作成する方法としてカスタム3Dプリントガードを作成しました。
彼の解決策は、3Dスキャナーを使用してモデルをスキャンし、パッドの厚さのオフセットを調整してから、剛性を高めるために厚さを加えました。

リストガードは、1回のスキャンと1回の材料、PLAのみを必要としましたが、いくつかの設計変更が行われました。手が治ると、腫れが下がり、プレーヤーの手の形が変わり、その結果、ガードのフィット感とオフセットが変わります。これらの変更は、治癒が進むにつれてガードのデザインを更新する必要があることを意味しました。負傷者であるアスリートは怪我のためすぐにはプレーしませんでしたが、3Dプリントされたリストガードを使用して練習に取り組むことが出来ました。 3Dプリントされたガードは1日で着用できるようになりました。

この3Dプリントされたリストガードの成功を見た後、Zabalaはオーバーン大学の別のフットボール選手のために3Dプリントされたショルダーガードを作りました。 3Dプリントされたショルダーガードが直撃したにもかかわらずプレーヤーは無傷で済み、この結果を見て3Dプリントされた保護ギアを求めてフットボールチームがZabalaに連絡しました。チームは電話でプレーヤーをスキャンし、Zabalaは3Dプリントされたガードをリモートで作成することができました。このパーツは、カンザス州との試合で使用されました。
それらを経て2019年の秋に、XO ArmorLLCが作成されました。

3Dプリントには、小さい規模のカスタム部品の作成に優れており、各個人にフィットする必要がある3Dプリントのカスタムに非常に役立ちます。
たとえば、ワイドレシーバー用に印刷されたリストガードZabalaのデザインは、ワイドレシーバーの手が治るにつれて変更する必要がありました。これは、腫れが減少し、手の形が変わるためです。これには、個人ごとに異なるデザインの小さなバッチが必要です。 3Dプリントはそれを効率的に行うことができます。

3D造形された保護ガードは、造形から完成部品までのプロセスが合理化されているため、生産サイクルが短縮されます。ただし、ガードを造形するための全体的なタイムラインは、必要なガードのタイプ、部品が社内で製造されているかどうか、またはサービスを使用してガードを提供する必要があるかどうかによって異なります。

たとえば、XO Armorは、アスリートまたはトレーナーがブレースを必要とするアスリートの体の領域をスキャンできるようにするアプリを提供しています。その後、スキャンをXOArmorに送信できます。 XO Armorは、送信されたスキャンに基づいて3D造形されたガードを作成し、提供します。
同社はまた、Raise3Dプリンターと必要なソフトウェアをクライアントに提供する社内3Dプリンティングソリューションも提供しています。 3D造形されたガードが社内で製造されている場合、必要な保護ガードの種類に応じて、カスタムの3D造形された保護ガードを1日以内に造形して着用することができます。

スポーツ医学に広がる可能性

3D造形されたガードは、アスリート個人の3Dスキャンを使用して作成されるため、スキャンと最終的な3D造形されたパーツはその個人に合わせてカスタマイズされます。ガードはプレーヤーの解剖学的構造に一致する可能性があるため、関節を拘束する場所にほぼ100％の接触領域があります。接触の増加は、荷重のより良い分散を意味し、応力集中がないことを意味します。応力集中が少ないということは、怪我をする可能性が低くなることを意味します。カスタムプリントガードは接触面積が大きいため、予防的な使用にも最適です。

カスタムの3D造形された保護ガードは、アスリートの解剖学的構造に正確に成形されるため、ガードが怪我の可能性を減らすだけでなく、個人がより快適になり、より良い患者体験をもたらします。