Artec Eva aiuta a creare protesi a prezzi accessibili per i bambini del Guatemala

15/05/2019

Un'organizzazione no profit specializzata in protesi per bambini ha cercato un metodo per creare nuove braccia, gambe, mani e piedi personalizzate a costi molto bassi e sufficientemente robuste per resistere alle condizioni difficili del Guatemala rurale.

In un remoto villaggio tra le giungle del Guatemala del nord, non lontano dalle antiche piramidi Maya, Yari stava aprendo gli occhi su una nuova giornata. Le voci degli altri bambini diretti a scuola risuonava di casa in casa. Stavano per percorrere un cammino lungo chilometri su strade accidentate, cosparse di sassi, radici e rampicanti.

Questi bambini erano i più fortunati. La maggior parte dei bambini del villaggio dovevano partire con i genitori per lavorare nelle piantagioni di caffè, nei campi di canna da zucchero o di mais, solo così le loro famiglie avrebbero potuto sopravvivere un altro mese.

Yari

Per quanto riguarda Yari, la sua giornata non prevedeva né campi né scuola; quel giorno non era un giorno qualsiasi. Perché Yari aveva perso una gamba per via di un tumore, e nel suo villaggio, come nella maggior parte del Guatemala, i bambini disabili affrontano un'esistenza difficile. Il momento culminante della sua giornata era la sera, quando la madre esausta tornava dal lavoro e la accompagnava fuori di casa, dove Yari poteva passeggiare un po’ sulle sue stampelle.

Il resto delle sue ore da sveglia lo passava a pestare il grano, macinare il caffè, tagliare la legna sul pavimento con un piccolo machete arrugginito o spazzare i pavimenti della loro casa dai muri di fango, spesso piena di fumo.

Quella era l'unica vita che Yari avesse mai conosciuto. Anche se avesse potuto procurarsi una gamba protesica, 15.000 dollari per una semplice protesi AK (sopra il ginocchio) era decisamente troppo considerando il reddito di 50-70 dollari al mese della sua famiglia.

In una regione con un tasso di disoccupazione del 66%, dove la metà di tutti i bambini sotto i 5 anni soffre di una crescita stentata a causa della malnutrizione, e dove l'estrema povertà è la norma, gli sforzi dei genitori di Yari bastavano appena per mettere un po' di cibo in tavola e vivere per vedere un'altra estate.

Cucina tipica del Guatemala rurale

Ma poi la famiglia di Yari ha sentito parlare di un centro medico gratuito, chiamato Ospedale Shalom, nella lontana San Benito. Si diceva che fosse una nuova clinica protesica in grado di aiutare i bambini come Yari. Quello fu il giorno in cui la vita di Yari cambiò per sempre.

Ospedale Shalom

Yari ei suoi genitori hanno intrapreso un lungo cammino, chilometri di strade dissestate, dal loro villaggio fino all'ospedale Shalom. Una volta arrivati, sono stati invitati ad entrare e non hanno dovuto aspettare molto prima che Yari venisse visitata. Poche ore dopo, gli era già stata donata una nuova gamba e stava muovendo i primi passi della sua giovane vita.

Yari e Meredith Wright

Da quel giorno, la vita di Yari si è riempita di speranza. Ora frequenta la scuola, e quando sarà grande, citando le sue parole, "Voglio fare l' insegnante".

Con la sua famiglia e tutti i medici dell'ospedale Shalom a sostenerla, sembra che nulla possa fermarla.

Yari e la sua nuova gamba protesica

Yari e i suoi genitori

L'ospedale Shalom è stato avviato da due missionari americani, Tim e Doris Spurrier che, insieme ai loro due figli, sono saliti in macchina e hanno guidato per cinque giorni dall'Ohio fino in Guatemala. Una volta arrivati, la famiglia sapeva di aver finalmente trovato "casa". Non se ne sono più andati.

Hanno quindi deciso di aprire una clinica protesica nel loro piccolo ospedale, e nel 2006 hanno invitato a fargli visita il protesista e ortottista certificato Brent Wright. Una volta arrivato, Brent ha rapidamente organizzato la clinica, la prima e unica del suo genere in tutto il Guatemala.

Brent Wright, con una delle sue creazioni

Anni dopo, nel 2015, con il crescente bisogno di aiuto nella clinica e con nuove idee per rendere le protesi disponibili ai bisognosi di tutto il mondo, Wright e altri hanno lanciato la loro organizzazione no-profit, LifeNabled.

Ma torniamo al 2006 per un momento. Durante la sua prima visita in Guatemala, Wright aveva immediatamente notato che i costosi dispositivi protesici usati negli Stati Uniti non erano solo assolutamente fuori dalla portata dei guatemaltechi, con prezzi che andavano dai 5000 ai 100.000 dollari o più, ma anche che questi dispositivi non erano abbastanza resistenti da sopravvivere a lungo nelle condizioni estreme del Guatemala rurale. L'alto calore e l'umidità, combinati con l'ambiente sporco, avevano tutti effetti negativi su dispositivi pensati per uno stile di vita urbano.

Wright è in seguito tornato negli Stati Uniti e, insieme a Frank Hodges, proprietario del SunStone Lab, ha progettato un modo alternativo di creare protesi, in modo da renderle non solo accessibili, ma anche su misura per ogni paziente, oltre a essere abbastanza robuste da resistere a qualsiasi cosa, il duro clima guatemalteco e lo stile di vita rurale.

Nel corso del tempo hanno perfezionato i metodi e i materiali utilizzati e oggi possono produrre protesi personalizzate e di lunga durata ai seguenti costi: un piede ($ 50), un ginocchio ($ 70), un BK (sotto il ginocchio) protesi ($ 150 ) e una protesi AK (sopra il ginocchio) ($ 300).

Quando si tratta di stampare un braccio in 3D, ad esempio, la differenza tra i costi è sorprendente: il costo tradizionale dei materiali per realizzare un braccio protesico è compreso tra gli 800 e i 1200 dollari, ma con la stampa 3D, che hanno iniziato ad adottare nel 2016, "Possiamo creare un braccio per circa 4 dollari di materiali", ha detto Wright.

Due delle creazioni di LifeNabled

Uno dei suoi sogni è rendere le protesi alla portata di chiunque ne abbia bisogno in tutto il mondo, specialmente nelle regioni più povere dove sono presenti solo 1 o 2 specialisti di protesi.

Wright ha riferito che i tempi sono maturi per una rivoluzione nel mondo delle protesi. "Solo negli ultimi 18 mesi i materiali per la stampa 3D sono diventati abbastanza durevoli per realizzare protesi efficaci e resistenti."

Funzionale, confortevole ed elegante

La fabbricazione di protesi tradizionali consiste nell'utilizzare un calco in fibra di vetro per creare uno stampo in gesso sull'arto interessato del paziente. Dopo lo stampo viene levigato e regolato, rimuovendo le imperfezioni, dando ad alcune parti più spazio, ad altre meno, regolando i punti di stress ecc.

Modellazione di uno stampo in gesso

Vengono utilizzati calibri, righelli e altri metodi di misurazione e controllo. Dopo questo passaggio, un foglio di plastica copolimerica spessa viene riscaldato in un forno fino a renderlo flessibile. Quindi viene estratto e rapidamente applicato sullo stampo di gesso.

Mentre la plastica si raffredda, viene tirata in giù e sigillata fino a ottenere la forma esatta dello stampo. Questo processo è noto come "presa di prova", e verrà utilizzato per eventuali correzioni e regolazioni, in vista della realizzazione della presa finale, di solito fabbricata in fibra di carbonio o materiale plastico simile.

Apportare gli ultimi ritocchi su uno stampo di gesso

"È un metodo molto laborioso", ha affermato Wright.

Nuove protesi in attesa di correzione

La ricerca di un metodo migliore lo ha portato infine alla scansione 3D e, con l'aiuto di Bo Helmrich presso il rivenditore certificato Artec Gold Digitize Designs, Wright è stata introdotto allo scanner palmare Artec 3D Artec Eva. Utilizzato in svariati settori, dall'assistenza sanitaria al reverse engineering, per la cattura digitale di oggetti in 3D a colori ad alta risoluzione, Eva è stata una svolta decisiva per Wright e per la clinica.

Ma ciò non significa che sia stata una soluzione semplice da applicare. Wright desidera raggiungere i più alti livelli di precisione nel suo lavoro, specialmente con le protesi più difficili.

Brent, Yari e Meredith

"La scansione 3D è l'ideale per catturare la forma, ma non è necessariamente la scelta migliore per catturare la forma sotto un carico, o la struttura del tessuto sottostante, quindi sono ancora fermamente convinto della necessità di effettuare un buon calco," ha continuato , "ma abbiamo sviluppato alcune tecniche per scansionare l'esterno e l'interno dei calchi. Il che ci permette di scoprire l'anatomia sottostante e il volume effettivo dell'arto del paziente sotto tensione".

La nuova gamba di Carlito

Riferendosi alla scansione 3D senza contatto, Wright ha detto: "Ogni volta che esegui la scansione diretta di un paziente, stai tirando a indovinare dove si trovi l'anatomia sottostante e quale sia il vero volume dell'arto sotto carico ... e quando si tratta di protesi, preferirei non tirare a indovinare."

Meredith e Jazmin

"Parlando di Eva, lo scanner stesso è eccezionale, ma il software, Artec Studio, è ancora migliore. Dopo aver estratto il calco, lo taglio in due parti. Con Eva eseguo rapidamente la scansione di entrambi i pezzi, quindi li riunisco su Studio in un unico modello 3D estremamente accurato. In questo modo ottengo il miglior compromesso, una scansione 3D di precisione, combinata con la precisione che solo un calco dell'arto del paziente sotto carico può dare. Quindi il modello 3D finale sarà perfetto dal punto di vista anatomico e includerà delle dimensioni di volume appropriate, che una semplice scansione senza contatto non è in grado di dare".

All'ospedale Shalom, montando le nuove protesi

"E Artec Eva scansiona l'interno dei calchi meglio di qualsiasi altra soluzione da noi provata ... è l'unico scanner 3D che svolga l'operazione in modo impeccabile", ha dichiarato Wright.

Per raggiungere questa versione con scansione 3D del processo, in confronto al lungo e laborioso metodo tradizionale di realizzazione delle protesi, bisogna creare un calco in fibra di vetro dell'arto interessato del paziente, avvolgendolo e marcandolo correttamente (per indicare sporgenze ossee, rotula, punti di pressione, ecc.), aspettando quindi 3-4 minuti che si asciughi, quindi tagliandolo e preparandolo per la scansione.

La scansione viene eseguita direttamente in Artec Studio , dove l'oggetto sottoposto a scansione viene visualizzato sullo schermo in tempo reale, in modo da poter vedere immediatamente come in pochi secondi viene eseguita la scansione del calco da cima a fondo. Da lì, è sufficiente allineare le scansioni in un modello, quindi esportarlo in altre applicazioni, come un software CAD / CAM.

"Devo solo esportare il modello come file OBJ su Geomagic Freeform, che è eccezionale nel fare il tipo di lavoro di progettazione e modifica che devo fare. Lo uso con un dispositivo tattile, quindi posso sentire tutte le curve e le ondulazioni dell'oggetto stesso sul palmo della mia mano. Lo adoro", ha detto Wright.

Usa anche Fusion 360, per progettare giunti e altre funzioni personalizzate di ogni dispositivo. Anche se il metodo tradizionale di creazione di protesi avrà sempre il suo posto, per LifeNabled la scansione 3D ha aperto una porta che ha cambiato per sempre sia il modo di lavorare che la velocità e la flessibilità di cui i medici dispongono.

"L'aspetto migliore di realizzare protesi in questo modo, con Eva e poi l'elaborazione digitale, è che posso farlo letteralmente ovunque. Una volta terminata la scansione, il che richiede davvero poco tempo, posso persino sedermi davanti alla TV con il mio portatile e fare lì il resto del lavoro di progettazione", ha detto Wright.

Progettazione di una nuova protesi

"Questo significa che un paziente può entrare e uscire dalla clinica in appena un'ora."

Ma ci sono ancora molti miglioramenti possibili. La clinica ha ancora bisogno di tecnici esperti nella realizzazione di protesi, un processo apparentemente facile, che in realtà può rivelarsi molto impegnativo. Un anno di allenamento pratico combinato con un'intensa attività sul campo è il minimo per diventare esperti nella creazione di protesi. "L'esperienza pratica conta moltissimo in questo lavoro", ha detto Wright, "Non basta certo leggere un libro o due."

"Però, dopo averle formate, è difficile mantenere queste persone alle tue dipendenze, dato che con questo tipo di esperienza professionale saranno richiesti ovunque andranno, sia localmente che in altri paesi... le abilità che stanno imparando sono molto ricercate."

Ciò significa che LifeNabled ha costantemente bisogno di volontari, per dare una mano sia a livello locale che all'estero. Man mano che le loro operazioni si espandono, hanno anche bisogno di donazioni e materiali provenienti da organizzazioni e persone.

Inserimento di una protesi dell'avambraccio

Dal 2006, Wright e sua moglie Meredith visitano il Guatemala due volte l'anno con tutto quello che riescono a far stare nelle loro valigie: Artec Eva, due stampanti 3D (Filament Innovations), un laptop Alienware ad alta potenza, barre in alluminio per gambe protesiche, filamenti in plastica per stampanti 3D (CF PETG, PETG, policarbonato, ecc.), ginocchia protesiche, piedi Niagara, fibra di vetro per fusione e molto altro.

Durante i loro 6-7 giorni di permanenza aiutano tra i 40 e i 50 pazienti, realizzando nuove protesi, così come miglioramenti e riparazioni. Il che si traduce in 30-40 nuove protesi progettate, prodotte e sistemate sull'arto del paziente pronte per essere usate. Lasciano sempre alla clinica le parti extra, in modo che i loro aiutanti possano effettuare riparazioni se necessario.

Nel corso degli anni, hanno fornito più di 400 protesi agli amputati del Guatemala. Molti dei loro pazienti sono cresciuti e sono ora sulla soglia dell'età adulta. Una volta senza speranza, e spesso sentendosi inutili e vergognosi, o addirittura maledetti, questi ragazzi e ragazze stanno oggi perseguendo attivamente carriere come insegnanti e dottori, uomini d'affari e lavoratori.

Veronica, diretta in clinica

I loro sogni stanno diventando una realtà, cosa non da poco in questa terra di giungle, vulcani e templi Maya in rovina. Per loro e le loro famiglie, le loro nuove braccia e gambe hanno portato loro nuova speranza, maggiore autostima e nuove vite.

I piani futuri di LifeNabled includono l'offerta di corsi di stampa 3D basati su protesi accreditati CE, nonché la creazione di un programma di formazione che consentirà a qualsiasi organizzazione di acquisire le competenze necessarie per rendere le protesi disponibili a chi ne ha bisogno in tutto il mondo. In definitiva, LifeNabled ha in programma di offrire sia una formazione completa che componenti protesici in tutto il mondo, in modo che gli amputati possano ricevere protesi convenienti indipendentemente dal reddito o dalla distanza dalle aree metropolitane.

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