2026年3月4日，加拿大西蒙弗雷泽大学研究研究人员开发出了一种基于人工智能与嵌入式压力传感技术的3D打印假肢接受腔解决方案。此系统通过实时采集残肢压力分布数据，并结合算法驱动的晶格结构设计，使假肢接受腔在能量吸收性能方面相比传统设计提升最高达1600%。
该系统的核心是一个硅胶衬垫，衬垫内嵌有微型压力传感器，患者将它佩戴在假肢接受腔下方。衬垫能够持续监测患者在站立、行走和倾斜等活动中残肢所受的力分布，从而生成生物力学数据，这些数据随后被输入人工智能算法，以生成针对患者个体情况的假肢接受腔设计。
西蒙弗雷泽大学增材制造实验室首席教授Woo Soo Kim表示：“这项3D打印技术首次从患者身上获取独特的压力和力分布数据，并利用这些数据设计定制假肢装置，制造出更轻便、更透气、对压力更敏感的假肢接受腔。”△相关研究成果已发表于《Biosensors and Bioelectronics》，研究题目为“通过3D压力映射实现精简的定制化生产，从而优化3D打印假肢”（传送门）
晶格结构取代实心填充物，可实现更优异的能量吸收
在结构设计方面，研究团队没有采用传统的实心填充结构，而是将基于螺旋体图案（一种连续的三维网络几何结构）的晶格结构应用于假肢插座的制造。它的灵感来源于蜂窝和松质骨的结构原理，这些结构具有更“海绵状”的弹性。
实验测试表明，这些晶格结构在冲击缓冲与能量耗散方面表现显著优于传统设计：站立状态下能量吸收能力提升约1600%；行走状态下能量耗散能力提升约1290%。使用者可能获得的益处包括减少压疮、疼痛以及与传统假肢使用相关的肌肉骨骼并发症。这项设计还改善了假肢插座内的空气流通，并减轻了整体重量，从而解决了假肢使用者面临的常见问题，例如长时间佩戴造成的皮肤刺激和疲劳。
临床合作与可及性目标
这项研究是由西蒙弗雷泽大学与假肢机构Hodgson Group Orthotics and Prosthetics联合开展。临床合作伙伴在假肢适配性、载荷分布以及长期皮肤健康方面提供了关键的临床评估与反馈。Hodgson Group假肢师Lauren Schubert表示：“参与这一开发与评估过程，让我们看到数据驱动设计在提升假肢贴合度、舒适度以及长期皮肤健康方面的巨大潜力。这些问题长期以来一直是行业面临的重要挑战。”
研究团队指出，降低成本并实现规模化生产是该技术下一阶段的重要目标。通过结合数字化设计流程与增材制造技术，未来当地假肢服务机构有望更高效地提供个性化假肢产品。Woo Soo Kim表示：“我们的目标是帮助假肢服务机构更好地服务患者，同时确保更舒适、更个性化的假肢能够以可负担的成本提供给每一位有需求的人。”随着传感技术、人工智能算法以及增材制造的持续融合，这类数据驱动的定制化假肢设计方案有望成为下一代假肢制造的重要发展方向。
来源：南极熊
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