반려견을 위한 3D 프린팅 보철물
동물을 위한 맞춤형 3D 프린팅 보철물과 보조기를 개발하는 AMFox
2024년 4월 17일 | 읽기 시간: 10 분
반려견용 3D 프린팅 보철물: 빠르고, 튼튼하고, 개별적인
어떤 아이디어는 궁극적으로 이를 구현할 사람에게 전달되기까지 다소 우회적인 경로를 거칩니다. 적층 가공이 정형외과 기술을 인간에게 적용하는 데 혁명을 일으킨 지 몇 년이 지난 지금, 동물에게도 개별적으로 맞는 보철물과 보조기를 제작할 수 있다는 선구자적인 아이디어가 바로 그런 경우입니다. 이 아이디어를 과학과 산업을 연결하는 지원 프로그램인 하노버 임펄스에 제출한 것은 하노버 수의학 대학이었습니다. 적합한 파트너를 찾는 데는 그리 오랜 시간이 걸리지 않았고, 현재 AMFox의 CEO인 플로리안 랑게가 그 주인공이 되었습니다. 이제 설립 및 발굴 단계를 마무리한 이 회사는 개별적으로 맞춤 제작된 3D 프린팅 보철물과 보조기를 통해 반려견과 견주의 삶을 개선하는 데 앞장설 준비를 마쳤습니다.
제품에 접근하기: 보조기에서 보철물까지
EOS에서 근무했던 플로리안은 개에게 개별적으로 맞는 보조기와 보철물을 제작하는 데 적합한 기술은 적층 가공뿐이라는 사실을 즉시 깨달았습니다. SLS 기술을 사용하면 최대한의 디자인 자유도와 유연성을 보장하여 각 동물에게 개별적으로 맞출 수 있는 제품을 만들 수 있습니다. 목표를 달성하기 위해 그는 자신과 마찬가지로 3D 프린팅 프로젝트에서 풍부한 경험을 쌓은 AMFox의 공동 창립자이자 파트너인 로만 라이너 슈미트(Roman Reiner Schmidt)와 팀을 이루었습니다. 두 사람은 반려견의 손목 관절 과신전증을 위한 보조기로 첫 발을 내디뎠습니다. 약간의 배경 정보: 관절은 힘줄에 의해 안정된 여러 개의 작은 뼈로 구성되어 있습니다. 인대가 지지력을 잃으면 앞다리가 뒤로 구부러져 더 이상 발 위에 똑바로 설 수 없습니다. 이 과신전은 관절에 부정확하게 분산 된 하중을 생성하여 개에게 통증을 유발합니다.
플로리안은 "이전에는 보조기로 치료했지만 30%의 경우 마취제를 더 이상 견디지 못하는 고령 동물에게는 적합하지 않아 합병증을 유발했습니다. 저희 보조기는 수술 없이도 관절을 지지하고 동물이 삶의 질을 회복할 수 있도록 도와줍니다." 다양한 보조기를 성공적으로 구현한 후 플로리안과 로만은 표준화된 제품에 대한 개념을 계속 발전시켜 보철물 제작에 대한 아이디어로 이어졌습니다. "저희의 목표는 저렴한 비용으로 모든 개에게 맞는 의족을 만들 수 있는 구성품 키트를 만드는 것이었습니다."
3D 프린팅은 3D 프린팅만이 만들어낼 수 있는 것을 창조합니다: 격자 구조 및 TPU 인레이
제품을 개발할 때 해결해야 했던 한 가지 문제는 편리하면서도 의학적으로 안전한 솔루션을 보장하기 위해 어떤 요소가 필요한지에 관한 것이었습니다. 예를 들어, AMFox는 앞다리를 절단한 후 보철물을 최대한 편안하게 몸통에 장착할 수 있도록 그물 모양의 인레이를 사용합니다. SLS 3D 프린팅 기술을 사용하여 열가소성 엘라스토머(TPU)로 제작할 수 있으며, 지지 구조가 필요 없고 스펀지처럼 압착할 수 있습니다. 반려견의 몸통에 압력이 거의 가해지지 않을 뿐만 아니라 쿠션 효과도 매우 뛰어납니다. 흉부와 다리 사이의 관절을 지지하는 요소는 격자 구조의 하드 커버 쉘로 만들어졌으며 PA11로 인쇄되었습니다. 플로리안은 이렇게 설명합니다: "이 소재는 갈라지지 않고 매우 유연하기 때문에 이미 인체 의료 분야에서 널리 사용되고 있는 소재입니다. 각 보철물은 개별 개를 위해 설계되었기 때문에 완벽한 착용감을 제공합니다."
그런 다음 조인트에 나사로 고정되는 두 개의 다리 구성 요소가 있습니다. 상단 부분에는 특정 범위에서 길이를 조정할 수있는 나사산이 있습니다. 발의 위치 각도도 개별적으로 설정할 수 있으므로 개가 보철물 착용에 익숙해 질 수 있습니다. 일부 개는 실제로 휠을 더 잘 사용하기 때문에 바퀴도 사용할 수 있습니다. "우리는 이제 모든 형태의 환자 개별 맞춤 피팅이 가능한 키트를 통해 우리가 목표로 했던 바를 정확히 달성했습니다. 또한 보철물 전체를 교체할 필요 없이 3D 프린팅한 부분만 교체하면 되므로 부품이 파손된 경우에도 유용하며, 견주 입장에서는 훨씬 저렴합니다."
작동 방식 디지털 개를 위한 네트워크
그렇다면 개는 실제로 어떻게 보철물을 받을 수 있을까요? 먼저 현재 관행을 살펴보겠습니다. 안타깝게도 독일의 모든 곳에서 동물 정형외과를 이용할 수 있는 것은 아니기 때문에 반려견과 보호자가 먼 거리를 이동해야 하는 경우가 많습니다. 또한 보철물의 디자인, 제작 및 피팅을 위해 여러 번의 예약이 필요합니다. 이는 매우 비쌀 뿐만 아니라 시간도 오래 걸립니다. AMFox 컨셉은 개의 디지털 모델을 만들어 이 문제를 해결합니다. 이를 위해 플로리안과 그의 팀은 사진 측량 데이터를 제공할 수 있는 파트너 팀을 구성하고 있습니다. 플로리안은 다음과 같이 설명합니다: "주인이 반려견을 우리에게 데려오면 여러 렌즈를 사용하여 동물 전체를 한 번에 촬영합니다. 또는 엑스레이나 CT 이미지를 사용할 수도 있고, 필요한 데이터를 얻기 위해 AI가 지원하는 다른 방법도 연구 중입니다."
반려견의 디지털 이미지가 생성되면 AMFox는 보철물의 기본 디자인 파라미터를 반려견의 개별 신체에 맞게 조정하는 알고리즘을 적용합니다. 그 결과 인쇄 파일로 생성되며, 현재 AMFox에서 직접 처리할 수 있는 FORMIGA P 110 Velocis에서 직접 처리할 수 있습니다. 하지만 이 구성 요소에 대한 또 다른 비전도 개발 중입니다. 향후에는 반려견의 집에서 최대한 가까운 시설을 갖춘 현지 3D 프린팅 파트너에서 제작하는 것을 목표로 하고 있습니다. 플로리안은 이렇게 말합니다: "물류 및 운송 공간을 자연스럽게 절약할 수 있어CO2 발자국을 최적화할 수 있다는 점에서 적층 제조의 일반적인 이점이 발휘되는 곳입니다." 결국 모든 국가에서 스캐닝 및 생산 파트너 네트워크를 구축할 수 있기 때문에 이 개념의 글로벌 출시가 가능합니다. 아직 마케팅을 진행하지 않았지만 이미 뉴질랜드, 터키, 미국 등에서 문의가 들어오고 있어 큰 관심이 있는 것은 분명합니다. 플로리안과 그의 팀은 이미 앞다리나 뒷다리를 모두 잃었거나 마비된 개를 위한 삽입형 보행기를 만드는 다음 아이디어를 구상하고 있습니다. 그리고 SLS 3D 프린팅 기술과 AMFox의 혁신적인 컨셉 덕분에 그 실현에 걸림돌이 되는 것은 아무것도 없습니다. 앞으로 어떻게 발전해 나갈지 매우 궁금합니다.
#3D프린팅 스토리