„Samotná myšlenka se zrodila před několika lety. Vždycky mě zajímal sport a inženýrství, takže to pro mě byla perfektní kombinace. Moje protéza byla navržena pro pacienty s amputacemi nad kolenem a zaměřuje se na samotný hlezenní kloub. Většina komerčně dostupných řešení má tento kloub nepohyblivý, což výrazně omezuje každodenní fungování a mobilitu. V mé protéze modul hlezenního kloubu nabízí frontální, neboli laterální, mobilitu. Obvykle při šlapání na nerovný povrch, jako je skála, kotník otočíme a posuneme ho do strany, což poskytuje dostatečnou stabilizaci. Chtěla jsem otestovat, zda by mé řešení umožnilo podobným způsobem udržovat rovnováhu,“ vysvětluje Agata Skalska.

Studentku také inspirovala mezinárodní soutěž „Cybathlon“, která zahrnuje různé akce testující hbitost, rovnováhu a rychlost lidí se zdravotním postižením nosících prototyp protézy. Jedna ze soutěží, „Wobbly Steps“, vyžaduje, aby sportovec přešel přes kyvné disky, aby otestoval stabilitu chůze na pohyblivém povrchu.

První fáze projektu zahrnovala přezkoumání anatomických atlasů. Následoval předběžný návrh, pevnostní analýza a výběr materiálů pro prototyp. Jak poznamenává Agata Skalska, největší výzvou pro ni představovala výpočetní fáze.

Protéza se skládá ze čtyř komponent: podrážky, horní části chodidla, modulu představujícího patu a adaptéru.

Podrážka je vyrobena z uhlíkových vláken, která jsou poměrně tuhá, lehká a odolná. Další část je vyrobena z pružnějších skleněných vláken. Pro vytvoření podpatku studentka použila TPU – materiál připomínající elastickou gumu (při ohnutí se vrací do původního tvaru). Co se týče výrobních technologií, musela být nejprve vyrobena forma pro kompozitní prvky, poté vakuově laminována epoxidovou pryskyřicí a podpatek vytištěn 3D tiskem. Horní část protézy má výřez po délce chodidla – toto řešení umožňuje nezávislý pohyb tohoto prvku a ještě lepší přizpůsobení se terénu.

Dokončený prototyp byl testován při zatížení 50 kg a 100 kg a splnil požadavky konstruktéra. Jak autorka poznamenává, v budoucnu by se mohly testovat různé varianty, včetně těch závislých na hmotnosti jednotlivce – každý model by měl být navržen podle potřeb uživatele protézy.

Studentka na základě projektu napsala svou inženýrskou diplomovou práci. Vedoucím diplomové práce byl profesor Krzysztof Mendrok. Agata Skalska v současné době studuje 3D tisk kovových materiálů na Fakultě kovového inženýrství a průmyslové informatiky a magisterské studium na Fakultě strojního inženýrství a robotiky.

Zdroj: AGH -  Akademia Górniczo-Hutnicza