10. April 2015

Anthromod – Die wunderbaren Möglichkeiten der 3D-Druck-Technik

Chris Chappell ist Entwickler von 3D gedruckten Handprothesen. Mit seinem Projekt Anthromod versucht er, funktionale und kostengünstige Prothesen herzustellen, die eines Tages für Menschen mit fehlgebildeten Händen und Gliedmaßen eine große Hilfe sein könnten.

Hallo, mein Name ist Chris Chappell und ich möchte über mein Projekt Anthromod sprechen. Das ultimative Ziel von Anthromod ist es, Prothesen zu entwickeln, die jede Art von fehlenden oder fehlgebildeten Extremitäten ersetzen bzw. ergänzen können. Mittels der 3D-Druck-Technologie ist es möglich geworden, Prothesen zu entwerfen, die nicht nur der Größe und den Proportionen eines fehlenden Körperteils entsprechen, sondern gleichzeitig ein bestimmtes Level an Funktionalität garantieren.

Anthromod Handprothese Handprothese hergestellt mit 3D-Druck-Technologie © Chris Chappell

Als ein Schritt in Richtung dieses Zieles habe ich den Prototypen einer Prothese für ein junges Mädchen namens Hollie entwickelt. Hollie hat ABS, das Amniotische-Band-Syndrom (Anmerk. d. Red.: Bei ABS handelt es sich um angeborene Schäden von Körperteilen, die dem ungeborenen Kind während der Schwangerschaft abgeschnürt wurden), das bei ihr zu einer nur teilweise ausgebildeten rechten Hand und einem verkürzten Unterarm geführt hat. Heute profitieren viele Kinder mit ABS bereits von Robohand und e-NABLE-Projekten (Anmerk. d. Red.: Robohand und e-NABLE sind Projekte von Spezialisten im Bereich 3D-Druck, die für Kinder und Erwachsene mit fehlenden Fingern oder Händen Prothesen bereitstellen). Unglücklicherweise ist Hollies rechte Handfläche sehr klein und ihr Unterarm signifikant kürzer als ihr linker Arm, was sich schlecht mit dem Robohand-Mechanismus vereinbaren lässt.

Es war mein Ansatz, weiter zu gehen als gegenwärtige Designs. Zum einen nutze ich beispielsweise SLS-Nylon der Firma Shapeways. Das ist zwar robust, aber kann dennoch ein aktives Gelenk und Federn formen. Es benötigt außerdem keine Stützen, was das Entwerfen einfacher macht.

Ich habe weiterhin Photogrammetrie (Bildmessung) genutzt, um ein 3D-Modell von ihren beiden Händen zu erstellen. Ausgehend von diesen war ich in der Lage, eine Prothese herzustellen, die wie ihre komplette Hand aussieht, gleichzeitig jedoch Platz für ihre nur zum Teil ausgebildete Hand lässt.

Anthromod Handprothese Details der Funktionsweise einer Anthromod-Prothese © Chris Chappell

Bis zum jetzigen Zeitpunkt habe ich drei Versionen dieser Hand gedruckt. Mit Materialien von Shapeways kostet jede davon 90 £ (Anmerk. d. Red.: rund 123 €). Mit jedem Druck habe ich das Design verfeinert, zum Beispiel durch den Wechsel hin zu einer effektiveren Sehnenspannung und Fingern, die anstelle von Gelenken aktive Federn nutzen. Ich muss noch einige wenige Änderungen an der Hand vornehmen, um das Drehmoment der Finger zu reduzieren, das benötigt wird, um die Hand zur Faust zu schließen. Aber ich sollte bald fertig sein.

Wenn diese Hand geschafft ist, beginne ich mit dem Prozess, ein 3D-Modell in eine funktionierende Prothese umzuwandeln. Das ideale Ziel wäre es, ein Programm zu schreiben, das ohne menschliche Intervention alle notwendigen Mechanismen in der Prothese verbauen kann.

Über diese menschlich angetriebene Prothese hinaus strebe ich eine elektrische Version an, die Nervensignale misst und diese in Bewegung umwandelt. Hier liegt mein Fokus auf der Nutzung von kostengünstiger Standardelektronik, aber mit fortgeschrittener Signalverarbeitung, um klarere Signale zu generieren. Ich möchte außerdem ein Feedback der Sensoren an die Hand des Nutzers integrieren.

Was mich im Moment am meisten zurückhält, sind die fehlenden Geldmittel, die mich daran hindern, die Zeit, die ich eigentlich möchte, in diese Projekte zu stecken. In naher Zukunft freue ich mich auf Investitionen für diese Forschung, die mich schließlich in die Lage versetzen, diese bedarfsgerechten Prothesen zum Verkauf anzubieten.

Gastbeitrag von
Chris Chappell, Entwickler von Anthromod
(aus dem Englischen übersetzt von Dana Neumann)
Ausführliche Informationen: Anthromod