James Dyson Award 2021 最優秀賞に3Dプリント製装具が選ばれる

ジェームズダイソン財団が主催する「James Dyson Award 2021」に参加する28ヶ国それぞれの国の最優秀賞が決定した。選出された最優秀賞のなかから国際最優秀賞を決めるコンペティションが2021年10月13日に開催される。

James Dyson Award とは

James Dyson Awardは、次世代のデザインエンジニアを称え、育成、支援するための国際的なエンジニアリングアワード。出品者は、デザインやエンジニアリングを学ぶ現役学生や卒業後4年以内の若手エンジニア、デザイナーに限られている。このアワードは、デザインエンジニアリングの必要性を伝え、次世代のエンジニア育成を目的に活動をする、ジェームズダイソン財団が運営している。

ベルギーでは3Dプリントで作られた装具が最優秀賞に

James Dyson Awardにおいては、障がい者向けのツールが多く出品されている。参加国の1つ、ベルギーでは脳性麻痺児向けの装具「Maniflex」が国内最優秀賞に選ばれた。

Maniflexを開発したのはアントワープ大学の学生Mano Balliu氏。ManiflexはTPU（ポリウレタン系熱可塑性エラストマー）という素材の特性を活かすため3Dプリンターで作製された。

Maniflexは、脳性麻痺児の上肢用の筋緊張を緩和するための装具。脳性麻痺児は腕や手に筋緊張が生まれ、体に大きな負担がかかることで身体的なダメージにつながることがある。従来の筋緊張を緩和するための装具は、素材の性質から手や腕を固定してしまうため自由に動かせない。そのことがかえって痛みを生むことがあるといった問題があった。また、それらの装具は高価であることから、成長に応じた適切な買い替えが難しいという課題も存在した。

Maniflexの特徴

Maniflexの素材に用いられているTPUは、厚みを変えることで柔軟性と硬さのバランスが調整できるのが大きな特徴だ。従来の装具であれば曲げ伸ばしをする箇所にはヒンジが必要だった部分が、TPUを素材にすると適度な抵抗を作り出すこともできるので、ヒンジは不要になる。装具の周りのリブ部分に厚みをもたせれば、より安全性は高まる。ベルクロ部分は肌にフィットするようにカットすることができ、クリーニングやリサイクルのために簡単に取り外すことも可能だ。

3Dプリンターで作製することに大きな利点として、患者ごとにパーソナライズされた装具が製造できることにあるManiFlexは、整形外科技術者によって製造されるように設計されている。3Dスキャナーを使用して腕と手をソフトウェアにアップロードし、次に、装具を適切な場所に配置する。ソフトウェアでは、医師の専門家によって測定された臨床データと患者の個人的な希望に応じて、装具を完全にパーソナライズすることができる。

Maniflex開発のきっかけ

開発者のMano Balliu氏は、Maniflexの開発のきっかけと今後について以下のように語っている。

整形外科分野では、カスタム整形外科製品の製造に多くの伝統的な方法が使用されています。整形外科企業は、積層造形（AM）を使用した新しい製造技術への移行を試みています。残念ながら、これらの新製品のほとんどは、AMの多くの利点を活用できていません。そのため、私は材料の研究とプロトタイピングを行って、AM、特にTPUが患者とプロデューサーの両方に実際にどのように違いをもたらすことができるかを調べました。この研究により、痙性が多くの問題を引き起こし、現在の装具が時代遅れになっている脳性麻痺分野について知ることができました。

Maniflexの今後

Mano Balliu氏は「Maniflexにはまだまだ多くの改良が必要だ」という。それは主3Dプリンティングのプロセスにおいてだ。Mano Balliu氏はこう続ける。

現時点では、3Dプリント時の印刷方向を考慮する必要があり、予期しない破損が頻繁に発生します。HP社とLubrisol社はこの開発に取り組んでおり、良い見通しがあります。これは非常に有望であり、堅牢で耐久性のある本格的な製品になることを保証します。現時点では着色も不可能であり、仕上げ方法はまだ準備ができていません。しかし、これには将来の計画があります。材料が完全に開発されたら、ベルクロをTPUに置き換えることもできます。

まだ開発段階で、実用化や商品化には長い道のりがあるようだ。しかし、脳性まひに関わる多く人の悩みを解決する一手にはなるはずだ。今後の動向にも注目したい。