设计和生产 3D 打印的定制乳房假体

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Opensource.com

随着 3D 打印机市场从经验丰富的专业设计师转向大众消费市场，个人通过使用 3D 打印机制作预先设计的 DIY 产品，节省了大量资金。由于免费开源 3D 定制器（一个任何人都可以用来创建自己的 3D 打印设计的自由 3D 模型定制器）的出现，这些机会有望增加。

为了演示该软件的工作原理及其创造的可能性，我将展示乳腺癌幸存者和其他人如何使用免费开源 3D 定制器来设计和生产 3D 打印的外部乳房假体。

但首先，回顾一下最近的历史。

OpenSCAD 定制化的早期

早期的 3D 打印机用户通常是经验丰富的设计师。他们精通传统的计算机辅助设计 (CAD) 软件包以及一种名为 OpenSCAD 的基于脚本的 CAD 软件包，OpenSCAD 主导了 RepRap 3D 打印机的早期设计，因为它是第一个成熟的用于建模 3D 对象的编码环境和语言。

近期，桌面 3D 打印机的大众消费市场有所增长，因为个人对设计和原型制作自己的产品以及通过分布式制造的经济效益来省钱产生了兴趣。

这些用户依赖于数百万个免费和开源的 3D 打印设计，这些设计可在数十个免费在线存储库中找到，其中最著名的是 Thingiverse，它拥有超过 200 万个免费设计，这在很大程度上归功于其定制器应用程序。这个专有的定制器使设计师能够上传 OpenSCAD 代码，以便通常缺乏从头开始创建自己的设计这种技术复杂性的普通消费者可以使用它轻松地创建自定义设计并自行制造产品。

不幸的是，早期的开源硬件英雄 Makerbot 后来变成了闭源。早期的、技术娴熟的“创客”客户（他们帮助开发了 Makerbot 所基于的 RepRap 硬件）大多认为 Makerbot 放弃开源硬件精神是一种背叛。许多最优秀的设计师抵制 Thingiverse，拒绝分享新设计，甚至删除存储库上流行的设计。这导致了开源 3D 设计社区的分裂。

此外，Thingiverse 的定制器应用程序被一家专有公司锁定，该公司更改了许可协议，迫使用户“不可撤销地放弃（并导致被放弃）关于您的用户内容的任何道德权利或署名权的主张和断言”。这种设计权的丧失对许多开源设计师来说是不可接受的，因为这意味着该公司无视他们为其作品选择的许可证。

开源解决方案

显然，人们普遍需要一个免费和开源的 3D 模型定制器，它可以用于任何 3D 打印存储库中，以定制 OpenSCAD 代码。免费开源 3D 定制器符合这些标准。使该软件可供所有存储库使用可以防止用户锁定（如果存储库更改其许可协议）并真正实现设计的民主化。

在一项关于这个免费和开源软件的设计、功能和验证的研究中，我们使用了定制乳房假体的例子，以此来说明它可以使许多人受益。

免费开源 3D 定制器的实践：外部乳房假体

在发达国家和欠发达国家，乳腺癌都是女性最常见的癌症类型，全球每年新增病例超过 160 万例。癌症治疗方法已经得到改进，乳腺癌患者可以通过手术和化疗显着延长寿命。

不幸的是，通过保乳手术或乳房切除术失去全部或部分乳房常常会在恢复期间导致问题，例如焦虑、抑郁、身体/自我形象问题、痛苦、性问题和自卑。此外，乳腺癌患者通常会因为费用、身体状况或额外的恢复时间和并发症而选择避免重建手术。

外部乳房假体已被证明是尚未接受（或不会接受）重建手术的女性的有效解决方案，西方国家高达 90% 的女性在术后使用它。即便如此，舒适度、不自然的外观和成本等问题阻碍了许多女性使用它们。

这些问题可以通过定制的 3D 打印乳房假体来解决。材料选择已得到显着改善，市场上出现了几种热塑性弹性体和聚氨酯，并且许多其他柔性材料正在开发中。患者的舒适度、外观和乳房形状问题可以通过自定义尺寸和正确选择 3D 打印材料（可能包括硅酮或其他涂层的后处理）来满足。最后，分布式制造的假体成本可能远低于定制的商业解决方案。

使用免费开源 3D 定制器定制设计乳房假体既简单又直接。乳房尺寸可以通过两种方式测量：乳房的宽度 (B)，用于假体的所需宽度；或者乳房顶部的长度 (L)，如下所示。