Project

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Novel additive manufacturing method to produce silicone parts

English title Novel additive manufacturing method to produce silicone parts
Applicant Mamalis Kevin
Number 178252
Funding scheme Bridge - Proof of Concept
Research institution
Institution of higher education University of Applied Sciences and Arts Western Switzerland - HES-SO
Main discipline Microelectronics. Optoelectronics
Start/End 01.04.2018 - 31.01.2020
Approved amount 157'800.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Microelectronics. Optoelectronics
Rehabilitation

Keywords (6)

Additive Manufacturing; Silicone; Scanner; Emboiture; Prothèse; Medtech

Lay Summary (French)

Lead
Les prothèses de jambe sont des équipements exigeant un grand travail de personnalisation afin de s’ajuster convenablement sur le membre de l’amputé et lui permettre de marcher sans douleur. Cette recherche propose d’utiliser des processus de fabrication automatisés pour fabriquer la partie de la prothèse en contact avec le moignon: le manchon en silicone.
Lay summary

Contenu et objectifs du travail de recherche

En raison de la complexité liée à la fabrication de prothèses sur mesure, 90% des amputés utilisent des membres artificiels de forme standardisée, qui offrent un ajustement imparfait. En effet, avec les méthodes de fabrication actuelles, les systèmes sur mesure restent extrêmement coûteux et donc inabordables pour la grande majorité des amputés.

 

Pour élargir l'accès aux manchons personnalisés de haute qualité, nous avons développé un processus de fabrication automatisé. Ce processus de fabrication comprend: 

 

  1. Un scanner 3D pour acquérir la forme du membre résiduel, spécialement conçut pour offrir une bonne facilité d’emploi aux prothésistes
  2. Un logiciel qui permet la visualisation 3d du membre ainsi que l'édition et le design du manchon
  3. Des machines spécialisées pour la production de pièces en silicone

Ce travail de recherche s’axe sur le développement de l’automation lié à la 3 ème étape du procédé.

Contexte scientifique et social du projet de recherche

La technologie développée permettra de diminuer le cout de production des manchons prothétique sur-mesure, et de ce fait offrira la possibilité au système de santé d'en ouvrir l'accès à la majorité des patients. La possibilité de personnalisation unique au patient facilitera la prescription du médecin prescripteur et accélérera la démocratisation des solutions de hautes performances pour les personnes à mobilité réduite dans le monde.

Ce projet permettra simultanément d'améliorer la vie quotidienne des amputés, d'augmenter les bénéfices des prothésistes et de réduire les coûts globaux des soins de santé.

Résultats

Le projet a permis une amélioration considérable de la technologie; permettant à l'automation de passer d'un stade de TRL 3 à TRL 7. La machine a produit ses premiers manchons entièrement à la mesure d'un patient sans support humain en juin 2020. Ces premiers manchons seront testés avec des patients dans les prochains mois. La technologie sera ensuite industrialisée. La mise en fonction des premières machines est prévue en 2022. 

Direct link to Lay Summary Last update: 10.08.2020

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Adepa Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Industry/business/other use-inspired collaboration
HUG Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Bluestar Silicones France (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Ortho Reha Wallner Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure
- Industry/business/other use-inspired collaboration
Groupe Boldoduc France (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure
- Industry/business/other use-inspired collaboration

Awards

Title Year
De Vigier Award 2019
EIC - Seal of excellence 2019
Gebert Rüf Stiftung - InnoBooster 2019
PERL (Prix Entreprendre Lausanne Région) 2019
Venture Kick 2019
HES-SO 2018
Liechti Foundation 2018

Use-inspired outputs


Start-ups

Name Year
MotionTech 2018

Abstract

Nextep ambitions to democratise high performance solutions for people with reduced mobility worldwide.Nextep is a B2B2C medtech project initiated at the School of Business and Engineering Vaud (HEIG-VD) in Yverdon-les-Bains (CH) in February 2016 by Kevin Mamalis, a mechatronics engineer. Since then the project has evolved significantly, attracting resources and developing vanguard technologies.Each year, more than 1’000’000 people worldwide undergo a leg amputation. In Switzerland, 2’000 new amputees join the ranks of the more than 20’000 people already living with limb loss. Even in the 21st century, amputation remains a major trauma that profoundly quakes lives. And what is the major problem those amputees face ? Walking pain !Due to the complexity related to producing tailored prosthetics, 90% of amputees use artificial limbs with a standardised shape, which offer an imperfect fit. Indeed, with today’s manufacturing methods, tailored systems remain extremely expensive, and thus unaffordable for the wide majority of amputees. Most of them thereby experience bruises that range from rashes to ulcers, and which can even lead to re-amputation in a number of cases…So what if amputees could be freed from using painful prosthetics? What if tailor-made prosthetics could be made affordable for everyone? Nextep is bringing this vision to reality by pushing the boundaries of 3D technologies.Terminology: A liner is a silicone sock surrounding the residual limb of the amputee which aims at distributing the pressure imposed by the rigid socket in which the amputee puts his stump. A prosthetic leg can then be attached to the socket.Today, amputees can chose between two types of liners:1. Standardised liners, which come in standardised shapes and sizes (S, M, L) for an affordable price - 1000 CHF per piece-. They represent 90% of the liners currently in circulation.2. Tailored liners, which are tailor-made to match the morphology of each amputee’s stump, but for a more expensive price -2’000 to 5’000 CHF per piece-. Only 10% of amputees can afford this kind of liners.To widen access to high quality tailored liners, we are developing a turnkey design and manufacturing package comprising 3 modules:1. An innovative 3D Scanner for leg stumps, acquiring both the shape and surface firmness2. A User friendly design software for the prosthetist that allows for scan visualisation as well as liner edition and design3. A modified 3D Printer to print liners directly in silicone, with a tailored shape and a variable hardness to match the rigidity of the underlying tissueThis package will allow prosthetic technicians to produce on-demand tailored liners for their patients at a fraction of the current price. This will allow to simultaneously improve amputees daily life, increase prosthetists profits and reduce global healthcare costs for insurances.
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