Un avant bras à moins de 350$ imprimé en 3D pour un enfant

« La possibilité de donner aux familles de l’espoir et aux enfants des outils qui leur permettent de réaliser leur rêve est incroyable. »
Albert Manero, étudiant doctorant Génie Mécanique, Université de Floride Centrale

La capacité de l’impression 3D à transformer des vies à travers ses applications médicales a fait un autre bond en avant.

Alex Pring, un petit garçon de six ans vivant à Groveland, en Floride, est né sans avant-bras droit. Etant donné que les solutions médicales traditionnelles coûtent jusqu’à 40 000$ et qu’elles sont difficiles à adapter à la croissance de l’enfant, sa mère Alyson Pring a recherché de l’aide sur Internet. Après avoir essayé quelques options comme les associations médicales à but non lucratif ou des solutions fait-maison qu’elle a trouvées en ligne, elle a découvert le réseau « Enabling The Future ». Celui-ci utilise l’impression 3D pour offrir à des enfants des remplacements prothétiques de la main.

Grâce à Enabling The Future, la mère d’Alex a rencontré Albert Manero, un étudiant doctorant en génie mécanique à l’Université de Floride Centrale. Manero a monté une équipe composée d’étudiants de l’université, de diplômés et d’autres bénévoles dans le but de concevoir des remplacements de membres hautement performants et à un coût moins élevé, pour Alex et d’autres enfants avec un déficit des membres supérieurs.

Dès qu’Alex a essayé son nouveau bras, il a appris en quelques minutes comment ramasser des objets en fléchissant et en relâchant son biceps. Puis, vient le moment de son premier câlin avec sa mère avec les deux bras. « La vue du visage d’Alex a mis toute la salle en larmes », a déclaré Manero.

Construire un nouveau bras

L’équipe a travaillé durant son temps libre avec une solution simple et peu coûteuse. Elle a utilisé l’imprimante 3D Dimension Elite de l’université pour donner vie à la conception, depuis les croquis aux prototypes. L’imprimante professionnelle a permis à l’équipe de Manero de tester rapidement de nouveaux designs. La haute résolution de la machine, conjuguée à la résistance du matériau ABSplus, a offert la fonctionnalité que l’équipe a espérée. « L’impression 3D a permis de construire de nouvelles itérations de prototypes durant la nuit. Grâce à ceci, nous avons pu concevoir et construire le bras en seulement huit semaines », a partagé Manero.

Un capteur électromyographique et un microcontroleur sont installés à l’intérieur de la coquille du prototype de bras pour permettre à Alex d’ouvrir et de fermer sa main imprimée avec seulement la flexion de son biceps. Lorsqu’Alex fléchit son biceps, le système de contrôle lit les impulsions bio-électriques et active le servo-moteur qui actionne les cordes en kevlar enfilées à travers ses doigts pour fermer la main. Un cerclage Velcro sécurise le bras d’Alex du manchon avec une chaussette diabétique. Ainsi, Alex peut bouger son bras sans écorchures. Ceci permet également à la peau de bien respirer sous la chaleur torride de Floride.

Pour aider Alex à s’adapter à son bras et à sa manipulation, l’équipe a utilisé une épaulière en néoprène. Celle-ci permet de répartir le poids sur le torse de l’enfant. Le bras lui-même pèse 450 grammes. Comme Alex continue de grandir, la sensation de lourdeur disparaîtra.

Le coût total des matériaux et de l’impression du bras s’élève à seulement 350$ pour le premier prototype. Celui-ci a été donné à la famille gratuitement. Le bras peut être mis à jour avec la croissance d’Alex. Il suffit d’imprimer une nouvelle main pour environ 20$, ou un nouvel avant-bras pour 40$. Les autres composants du bras, comme le servo-moteur et les cordes, ont été achetés à des prix compétitifs auprès de fournisseurs en ligne.

Les Plans pour le futur

L’équipe a publié les plans du bras et travaille à construire des bras pour d’autres enfants dans le monde entier. Un matin avant Thanksgiving, l’équipe a dû voyager toute la nuit pour se rendre à Lynchburg, en Virginie, afin de livrer un bras à Madelyn Rebsamen, une petite fille âgée de 7 ans. Le design de son nouveau bras a été peint et inspiré de son film favori « Tangled ».

L’équipe de Manero est devenue le groupe à but non lucratif Limbitless Solutions. Celui-ci travaille avec des équipes universitaires et des institutions dans le monde afin d’aider des enfants dans le besoin. L’équipe travaille actuellement pour augmenter la fonctionnalité des prothèses et réduire leurs coûts pour les rendre accessibles aux enfants dans tous les Etats-Unis et au-delà. Malgré des demandes venant de plus de 20 pays, l’équipe a pu cacher un nouveau cadeau de Noël sous le sapin le matin de Noël – un nouveau bras inspiré de son jouet préféré « Transformers ».