Mensch und Maschine in perfekter Harmonie: HANK Exoskelett und AM verbessern die Ergebnisse der Patienten bei der Gangrehabilitation

Woran denken Sie, wenn Sie "Exoskelett" hören? Das Wort beschwört oft Bilder von Helden und verbesserter Stärke herauf - mit Exoskeletten, die in Blockbustern wie Avatar und Aliens vorkommen. Exoskelette werden aber auch in der Medizin eingesetzt, wo es darum geht, Patienten zu rehabilitieren. Das ist es, was HANK auszeichnet.

"HANK ist eine Anspielung auf das Wort HANKA, was in der baskischen Sprache "Bein" bedeutet: ein passender Name, da es Patienten einen zusätzlichen Schub auf ihrem Weg zur Genesung geben soll", sagt Carlos Fernández, CEO und Gründungspartner von GOGOA. "Außerdem trägt es den Namen eines kleinen Wissenschaftlers und Erfinders", schmunzelt er.
HANK unterstützt Patienten, die sich von Rückenmarksverletzungen, neurodegenerativen Erkrankungen oder zerebrovaskulären Unfällen (z. B. Schlaganfall) erholen, indem es ihnen hilft, das Gehen wieder zu erlernen.

Das Exoskelett fördert die Neuroplastizität, eine Fähigkeit, die es dem Gehirn ermöglicht, sich mit der Zeit zu verändern. Es stimuliert auch die Neuprogrammierung der Motoneuronen, ein Prozess, bei dem die Muskeln und Nervenbahnen des Patienten allmählich umprogrammiert werden, um mit niedrigeren oder verzerrten elektrischen Signalen, die vom Gehirn an die betroffenen Körperbereiche gesendet werden, aktiviert zu werden. Diese beiden Faktoren sowie die individuelle Anpassung an den jeweiligen Patienten ermöglichen es dem Nutzer, durch Wiederholung und leichte Anpassungen des individuellen Gangbildes allmählich die Mobilität der unteren Gliedmaßen zu verbessern. Dadurch verkürzt sich die Erholungszeit mit dieser Technologie drastisch. Dieses bahnbrechende Exoskelett hätte jedoch ohne den Einsatz von additiver Fertigung (AM) und Rapid Prototyping nur schwer mit den Ambitionen von GOGOA Schritt halten können.

GOGOA lernte den 3D-Druck kennen, als das Team an einem zweiwöchigen Programm für Start-ups teilnahm, das von HP organisiert wurde. Nach der Veranstaltung empfahl HP Materialise. "Bei Materialise haben wir die richtige Passform in Bezug auf Material und Ausführung gefunden. Andere 3D-Drucker, die wir für unsere Prototypen ausprobiert haben, erreichten nicht das von uns gewünschte Maß an Flexibilität und Qualität der Endbearbeitung", sagt Carlos.

Das Besondere an HANK ist, dass fast alle äußeren Komponenten und Elemente im Inneren des Akkupacks aus 3D-gedruckten Teilen bestehen. "Wir haben PA 12 und die Multi Jet Fusion (MJF)-Technologie verwendet. Dieses Material ist flexibel, und dank des Rapid Prototyping ist der 3D-Druck ein schneller, effizienter und wirtschaftlicher Weg, um unser Design zu überarbeiten - insbesondere im Vergleich zum Spritzguss", erklärt Carlos.

Mit rapid prototyping hat das GOGOA-Team personalisierte 3D-gedruckte Kunststoffteile erstellt, die sich innerhalb weniger Wochen in die Metallkomponenten des Exoskeletts integrieren ließen: eine Leistung, die sich hervorragend für den Produktionszyklus eignet. "Wir konnten die meisten Prototyping-Schritte durchführen und uns die verschiedenen Technologien auf der Materialise-Website ohne Probleme ansehen. Dies führte zu einem reibungsloseren Fertigungsprozess mit AM insgesamt. Aber alle Zweifel und Fragen, die wir hatten, wurden vom Support-Team des Herstellers schnell beantwortet", sagt Galder Arego, Business and Brand Strategist bei GOGOA.

"Wir sind wirklich beeindruckt von der Kundenbetreuung und dem technischen Support: Die Designexperten gaben uns einige Tipps zur Optimierung unserer Designs und halfen uns bei den Unterlagen für die ISO13485-Zertifizierung. Da wir das erste europäische Exoskelett-Unternehmen sind, das CE-zertifiziert ist, ist es ein echter Vorteil, einen lokalen Lieferanten zu haben, der mit den Vorschriften für die Herstellung solcher speziellen medizinischen Geräte vertraut ist." Die Zertifizierung verschafft GOGOA neue Geschäftsmöglichkeiten auf verschiedenen Märkten. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, eine zweigleisige Strategie zu verfolgen und HANK in ihren MOVEX CLINICS und anderen medizinischen Einrichtungen weltweit einzusetzen.

GOGOA hat eine Reihe von Exoskeletten für industrielle und Freizeitaktivitäten wie Skifahren , die unsere 3D-gedruckten Teile verwenden; HANK wurde jedoch mit dem Gedanken an additive Verfahren gebaut. "Wir haben das Design in 3D modelliert und die Prototypen mit AM erstellt, wobei wir verschiedene Formen und Umgestaltungen ausprobierten, um das Skelett zu perfektionieren. der 3D-Druck eignet sich hervorragend für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien: Hätten wir dasselbe Verfahren mit Spritzguss versucht, hätte es einfach nicht funktioniert", erklärt Galder.

GOGOA hat unsere Fertigungskapazitäten genutzt, um etwa 15 kundenspezifische 3D-gedruckte Teile für HANK herzustellen, darunter Komponenten für den Rucksack, die Halterungen für die Stützen - um den Fuß, den Knöchel und den Oberschenkel - und die Verbindungsstücke.

Das Team konnte aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften wählen, was letztlich den Entwurfs- und Herstellungsprozess beschleunigte. "Es besteht der Irrglaube, dass der 3D-Druck auf einige wenige Materialien und Lösungen beschränkt ist, aber das ist nicht der Fall. Materialise hat eine Reihe von Materialien, Lösungen und Oberflächen auf der Website katalogisiert, so dass Sie die richtige Option für Ihr spezielles Design recherchieren können."

Tatsächlich hat sich die Sichtweise des Unternehmens auf den 3D-Druck zusammen mit unserer Partnerschaft weiterentwickelt. GOGOA experimentiert weiter mit noch mehr AM-Materialien, um HANK zu verfeinern und eine neue Version zu entwickeln: HANK+.

"HANK+ verwendet das gleiche Grundgerüst und die gleichen 3D-gedruckten Teile - wie die Griffe, Verbindungsstücke und Rucksackhalterungen - wie HANK. Dennoch ist es uns gelungen, das Design zu straffen, einige Außenleuchten hinzuzufügen, damit sich die Patienten in dunkleren Umgebungen besser zurechtfinden, und es sogar ästhetisch ansprechender zu gestalten", sagt Carlos. Dieses Exoskelett der nächsten Generation soll im Sommer 2023 auf den Markt kommen, aber die Patienten profitieren bereits von seinem älteren Bruder.

"HANK ist ein Exoskelett, das sich perfekt an den Patienten anpasst und genau die richtigen Kräfte und Gangmuster auf den Benutzer überträgt. Andere Exoskelette sind bei der Übertragung dieser Informationen nicht so genau. Mit dem 3D-Druck haben wir ein Produkt geschaffen, das die Genesungszeit der Patienten und die positiven Ergebnisse erheblich beeinflusst. HANK ist das leichteste und fortschrittlichste Exoskelett für die unteren Gliedmaßen auf dem Markt und das einzige der Welt mit sechs motorisierten Gelenken und einem adaptiven Gangbild. Das ist der beste Weg, Patienten zu rehabilitieren. Unsere revolutionäre Technologie geht über die traditionellen Methoden hinaus und ermöglicht es uns, noch zufriedenstellendere Ergebnisse zu erzielen. Jetzt können Patienten mit verschiedenen Behinderungen schnell ihre Selbstständigkeit zurückgewinnen und ihre Lebensqualität verbessern. Für mich ist das eine echte Genugtuung", sagt Carlos.

Wenn Sie also das nächste Mal ein schwerfälliges Exoskelett auf der Leinwand sehen, denken Sie an HANK: ein relativ kleines Reha-Gerät, das bei Patienten mit verschiedenen Krankheiten große Wirkung zeigt.