Wózek z drukarki pomoże maluchom
Aleksandra Mikulikova, doktorantka Politechniki Śląskiej, zaprojektowała wózek inwalidzki wytwarzany w technologii druku 3D. Wózek przeznaczony jest dla dzieci z niepełnosprawnością ruchową kończyn dolnych, a także dla tych, które uległy urazom np. złamaniom czy zwichnięciom kończyn dolnych.
Pomysł na wózek z drukarki 3D powstał przy pisaniu doktoratu. – Początkowo temat roboczy mojej pracy skupiony był na optymalizacji topologicznej konstrukcji istniejących już urządzeń rehabilitacyjnych – szczególnie – aktywnych wózków inwalidzkich. Jednak w wyniku analizy rynku pojawiły się pytania: w jakim wieku był najmłodszy użytkownik wózka aktywnego? Czy istnieją jakieś pojazdy przeznaczone dla małych pacjentów? A jeśli tak, to jak wyglądają? Od tego momentu skupiłam się na najmłodszych pacjentach i zaczęłam poszukiwać rozwiązań, które zapewniają dzieciom z niepełnosprawnością ruchową samodzielność w przemieszczaniu się – mówi Aleksandra Mikulikova.
Pojazd jest przede wszystkim urządzeniem rehabilitacyjnym, które aktywizuje najmłodszych pacjentów do samodzielnego ruchu, ale może też pełnić funkcję zabawki, umożliwiającej dzieciom uczestnictwo i zaangażowanie w zabawie z rówieśnikami. Wózek zbudowany jest z pięciu elementów korpusu, wydrukowanych w 3D oraz kół dziesięciocalowych, najczęściej stosowanych w rowerkach biegowych. Dodatkowo, na spodzie pojazdu są trzy kółka obrotowe, które stabilizują pojazd oraz zapobiegają jego wywróceniu się.
– W całym pojeździe są tylko trzy główne śruby, które blokują elementy przed przesuwaniem się. Siedzisko jest wyposażone w klin, który zapobiega wysuwaniu się dziecka z wózka, a w oparciu umieszczone są otwory montażowe na pas bezpieczeństwa. Pojazd „rośnie” wraz z dzieckiem w przedziale od około dziewiątego miesiąca życia (czyli wieku, w którym dziecko nabyło umiejętność samodzielnego siedzenia) do około czterech lat – wyjaśnia naukowczyni.
Wytwarzanie wózka jest stosunkowo krótkim i łatwym procesem w porównaniu do konstruowania innych urządzeń rehabilitacyjnych. – Opracowane przeze mnie modele 3D (pięć elementów korpusu plus dwie osie) można wczytać w oprogramowanie drukarki 3D i po kolei wydrukować każdy z nich. Czas druku tych elementów na jednym urządzeniu trwa od ośmiu do dziesięciu dni. Do zbudowania pojazdu wymagany jest też zakup kół, łożysk ślizgowych oraz elementów złącznych. Wszystkie te elementy są łatwo dostępne w sprzedaży w sklepach stacjonarnych czy internetowych – mówi Aleksandra Mikulikova.
Po skompletowaniu wszystkich elementów zostaje tylko poskładanie pojazdu i zamontowanie kółek. Narzędzia potrzebne do wytworzenia wózka to: laptop, drukarka 3D, lutownica oraz klucze imbusowe.
– Wyzwaniem przy projektowaniu produktów dla dzieci są szybko zmieniające się proporcje ciała użytkowników, co wpływa na samą konstrukcję oraz długość użytkowania tego produktu. Projektując pojazd próbowałam, w miarę możliwości, przystosować jego konstrukcję do wymiarów użytkowników docelowych, za pomocą regulacji m.in. wysuwanego w trzech pozycjach podnóżka. Ponadto samo siedzisko ma wykrojenia na bokach, aby zapewnić przestrzeń do zmieniającej się szerokości bioder dziecka. Dodatkowo można też regulować odległość siedziska od osi kół – dodaje doktorantka.
Wózek może służyć przede wszystkim dzieciom z permanentną niepełnosprawnością ruchową kończyn dolnych wynikającą z różnych chorób, schorzeń czy opóźnionej motoryki rozwoju, ale także dzieciom, które uległy jakimś urazom np. złamaniom, zwichnięciom kończyn dolnych lub zapaleniu stawów. Zaprojektowany pojazd ma przede wszystkim zapewniać samodzielność w przemieszczaniu, dlatego istotne jest, aby użytkownik był w stanie poruszać kołami wózka siłą własnych rąk.
– Tego typu pojazdy mogą przywrócić dzieciom godność związaną ze swobodą i samodzielnością przemieszczania się, np. przy zabawie z rówieśnikami czy rodzeństwem. Zazwyczaj małe dzieci z niepełnosprawnością kończyn dolnych czołgają się po podłodze, żeby dosięgnąć jakieś zabawki czy dostać się do określonego miejsca. Mając taki aktywny wózek, dzieci mogą bawić się w pozycji siedzącej na równi ze swoimi rówieśnikami oraz swobodnie przemieszczać się po pokoju. Dodatkowo pojazd ten wygląda jak zabawka, więc automatycznie może stać się elementem zabawy, a nie urządzeniem rehabilitacyjnym, które stygmatyzuje użytkownika i kojarzy się z chorobą – zaznacza Aleksandra Mikulikova.
Pojazd przeznaczony jest do samodzielnego użytkowania przez pacjenta – tak samo jak aktywne wózki inwalidzkie, które napędzane są ręcznie przez użytkowników. Jednak w siedzisku jest też przewidziany otwór montażowy na popychacz, dzięki któremu opiekun może pomóc dziecku w przemieszczaniu się.
Wózek został już przetestowany. Poza testami wirtualnymi (m.in. wytrzymałości, ergonomii), prototyp był sprawdzany fizycznie przez grupę użytkowników w zakresie wiekowym od półtora roku do czterech lat, zarówno przez dzieci z niepełnosprawnościami ruchowymi jak i dzieci zdrowe. – Przy testach obserwowaliśmy głównie ergonomię użytkowania, sposób zachowania dzieci, ich reakcje na pojazd oraz łatwość obsługi. Pozytywną odpowiedzią zwrotną było postrzeganie tego pojazdu przez dzieci w kategoriach zabawki. Ciekawym zjawiskiem było również to, że dzieci intuicyjnie, bez naszych instrukcji zaczynały się na nim poruszać – dodaje doktorantka.
Koszt wyprodukowania wózka wynosi niecałe 800 złotych. Wszystkie drukowane elementy prototypu zostały wytworzone z filamentu PLA (poliaktyd) na urządzeniach drukujących, dostępnych w Katedrze Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki Śląskiej. – Skalkulowany przeze mnie koszt wytworzenia prototypu zawierał przede wszystkim koszty związane z drukiem (materiał – filament PLA, zużycie prądu) oraz z zakupem elementów dodatkowych (koła, łożyska ślizgowe, elementy złączne). W koszty nie został wliczony ewentualny zakup oraz amortyzacja drukarki 3D – wyjaśnia.
Jak podkreśla naukowczyni, istnieje szansa, że wózek wejdzie do powszechnego użytku. – Moją pierwotną wizją na rozpowszechnienie produktu było udostępnienie instrukcji montażu oraz modeli do pobrania przez stronę internetową lub umożliwienie drukowania tych pojazdów na Politechnice Śląskiej. Na chwilę obecną projekt zatrzymał się w fazie testowania w pełni funkcjonalnego prototypu, a w celu jego ochrony, wysłane zostało zgłoszenie patentowe z ramienia Politechniki Śląskiej – mówi Aleksandra Mikulikova.
Inspiracją w projektowaniu wózka była dla naukowczyni filozofia firmy Cosmotech Sp.z o.o. z Bytomia oraz Invent Medical Group z czeskiej Ostravy. Obie firmy zajmują się projektowaniem i wytwarzaniem nietuzinkowych produktów rehabilitacyjnych wykorzystując druk 3D.
tekst: Jolanta Skwaradowska
zdjęcia: Marek Wyleżoł
Tekst pochodzi z Biuletynu 5 (365) 2024
