大学生创业训练项目申请书.docx

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1、大学生创业训练项目申请书项目编号项目名称一种运用3D打印有机硅的软体康复手套的研发和推广项目负责人一程凯联系电话所在学院湘雅三医院学号专VI，班级一临五1802指导教师周细平E-mail,企业导师张强E-maiI_申请日期2020l03起卜年月2020.03-2021.03中南大学填写说明1、本申请书所列各项内容均须实事求是，认真填写，表达明确严谨，简明扼要2、申请人为本科生创新团队，首页只填负责人。“项目编号”一栏不填。3、本申请书为大16开本（A4）,左侧装订成册。可网上下载、自行复印或加页，但格式、内容、大小均须与原件一致。4、负责人所在学院认真审核，经初评和答辩，签署意见后,将申请书（

2、一式两份）报送XXXX大学项目管理办公室。基本情况项目称一种运用3D打印有机硅的软体康复手套的研发和推广所属学科学科一级门：医学学科二级类：临床医学申请金额100OO元起止年月2020年03月至2021年03月负责人姓名程凯性别男民族汉族出生年月2000年06月学号联系电话宅：手机：指导教师周细平联系电话宅：手机：企业导师张强联系电话宅：手机：负责人曾经参与科研的情况2019年12月参加湘雅三医院创客空间，经过了系统的创新创业培训。系统学习了信息文献检索。指导教师承担科研课题情况长期参与皮肤性病专业各类新药的药物临床试验，协助科主任承担湘雅三医院教研室在中国大学MooC等平台开设的皮肤性病学在

3、线课程的日常建设维护。发表专业学术论文10余篇，参于编译学术专著2部，参与国家自然科学基金、教育部博士点基金等课题多项。主攻方向：过敏性皮肤病，大疱性皮肤病，毛发疾病，皮肤美容。企业导师担任的职务及科研情况长期从事呼吸系统疾病的临床及基础研究。指导教师、企业导师支持情况本项目依托湘雅三医院，对软体康复手套进行了系统的研发。项目同时关注了时下3D打印及新型材料有机硅的热点，进行深入探索，前期研究准备充分。项目组还对于当下医疗康复器械行业进行深入调研，并设计了具体且合适的市场营销思路，具有前瞻性。姓名学号专业班级所在学院项目中的分工程凯临五1802湘雅医学院熊琳清口五1801湘雅口腔医学院财务总监

4、兼人事总监王健宇临五1802湘雅医学院市场总监徐博微电子1801机电工程学院技术总监立项依据（可加页）（一）项目简介智生创客工作室由来自临床医学、口腔医学、微电子的四名本科生组成，以“复手部之健，拥生活之便”为创业初心，专注于医疗康复器械行业，顺应国家倡议，进行学科交叉，关注康复医学，以研发和推广一种运用3D打印方案、使用有机硅材料的软体康复手套为主要导向，旨在成为全国乃至国际领先的医疗康复器械研发团队。本项目研发的产品将重点针对手部运动障碍患者,尤其是因脑卒中产生手部瘫痪后遗症的老年患者，通过受损手部相同、重复的运动可活动手部肌肉和关节，并使脑部逐渐感知并恢复运动控制机能，进而恢复手部运动功

5、能，从而提高生活质量。本产品相比于外骨骼型康复装置，本产品将更加便捷，不再笨重；相比于运用乳胶材料或热塑性材料制作的软体康复手套，本产品在生产成本上将更加经济，产品价格更加实惠。本团段产品将依托有“南湘雅”美誉的综合性三甲医院一一中南大学湘雅三医院开展合作，必将称为新一代广泛使用的康复训练产品。（二）项目来源手作为使人能够具有高度智慧的重要器官之一，不仅具有灵敏的感觉功能，还能够进行多种精细运动，如悬垂、托举、勾拉、抓握等，是大自然所能创造出的最完美的工具，其在日常的生活和工作中的作用是无法替代的。然而手部的运动功能可能会由于多种原因而受损，其中脑卒中（即中风）是引致残障的主要原因之一，全球每

6、6秒就有一人发生脑卒中，其中一半发生在中国。脑卒中患者会因为运动障碍进而引发肌肉萎缩，张力不足，活动不受自主控制；关节痉挛，活动度受到限制等各类症状,其中手指痉挛、麻痹、瘫痪最为常见，这些症状会对正常的生活和工作将造成极大的影响，导致失去工作甚至生活不能自理。另外，研究表明，通过受损手部相同、重复的运动可活动手部肌肉和关节，并使脑部逐渐感知并恢复运动控制机能，因此患者的手部运动功能存在恢复的可能。普通的康复训练治疗是通过医院康复科，或专门授权的医疗康复机构，通过为患者匹配一对一合适的复健医师进行传统治疗，该方法的优势在于治疗的效果显著有效，有专人监督指导能提高训练的专业性。但这种康复训练治疗缺

7、点也十分明显，我国的人口数量众多，医疗资源分配的不均衡一直是困扰已久的问题，因此能够分配到患者的复健医师数量相当有限，优秀的医师更是凤毛麟角，一位医师甚至在一段时间内对很多患者长期进行复健辅导，因此复健医师工作压力大，对每个患者的训练难免有所失误。除此以外，对于患者而言，很多会由于康复治疗的时间、地点受到限制，且治疗费用较高，而选择放弃，从而难以达到预期的康复治疗效果。为了解决这一问题，医学界发展出了康复机器人技术，试图发掘新领域，尝试通过其代替康复医师进行治疗训练。康复机器人是多学科融合的研究产物，包含机械、电子、材料、康复等，能够广泛应用于康复护理、康复医疗等方面。其成本低廉，数量无限，治

8、疗效果稳定，还可为患者提供安全的长期康复治疗方案和手段。然而传统的大型康复机械通常体积大,不可移动，康复治疗的时间地点同样受限，且康复训练模式比较单一，较为枯燥，加之瘫痪的患者可能心理较为敏感，承受能力较弱，一旦患者多次尝试而没有达到预期的效果，容易给患者带来巨大的打击，甚至主动放弃治疗；可穿戴的刚性外骨骼机器人虽然可以携带，但结构复杂，质量大，笨重坚硬，同样不适于出行，且一旦出现事故易造成较大的安全隐患。因此，一种质量轻、易操作、舒适度高，可随身携带的可穿戴机器人亟待应用于手部运动功能的康复治疗领域。软体机器人是为了让刚性机器人与人体更好地结合而提出的概念。因此，软体康复机器人手套相对于刚性

9、外骨骼机器人能够更好契合人手，通过CT断层扫描，对不同人手个性化定制，能进一步提升契合度，且使用方便，通过仿生气动人工肌肉驱使手部肌肉弯曲和关节活动，同时作用于脑部神经，促进手部运动功能的恢复。软体康复机器人手套主体部分将采用抗菌柔软布料，驱动器部分创新采用有机硅。主动端的手套安装肌电传感器，可以采集到患者健康侧手的运动肌电信息、；通过健康手部的运动，即动端的手套模仿手部肌肉关节的运动模式。穿戴软体康复机器人手套手套时如同穿上衣服，主动端手套的肌电传感器能精确捕捉患者健侧每个手指的运动，结合数据传输，再控制从动端手套辅助患侧手完成同样的动作。软体机器人的制造依赖于新型材料学科的发展,其功能的有

10、效发挥离不开每一个零部件材料的质量。对于软材料来说，最容易实现的是气体驱动，即材料因气压膨胀后产生驱动力。但材料变软后出现了许多问题，例如寿命变短、承载力降低等。因此对于软体康复机器人手套来说，选择一种将结构、传感、驱动结合在一起的柔性材料来组成核心部件即仿生气动人工肌肉是一个关键性问题。目前市面上主流的柔性材料可分为4种：材料类型优势劣势PVC（聚氯乙烯）生产成本低，易于成型，机械强度好需添加增塑剂以增强柔软度乳胶材料自然透气，弹性舒适，经久耐用，与人体易贴合部分人的体质会对乳胶材料产生过敏反应热塑性弹性体材料不需硫化，能耗低，工艺简单，生产效率高，成本低弹性，耐久性，耐热性较差有机硅液体硅

11、橡胶硫动性好，硫化快，没有副产物或残留物硅树脂可调整树脂分子结构以得到不同硬度和弹性的硅树脂，从而满足对塑形的要求使用有机硅作为仿生气动人工肌肉的材料，相较于市面上其他的材料，具有独特的优势：（1）有机硅材料无需添加增塑剂即可达到很柔软的效果，节约了制作软体手套的原料，同时满足了软胶驱动器可塑性的刚性需求。（2）有机硅材料无致敏的风险，因软体手套的软胶驱动器会与皮肤接触，某些人对乳胶材料会产生过敏反应，为减少其产生的风险，使用有机硅材料的生物相容性可以防止该情况的发生，提高安全性。（3）有机硅材料具有更可靠的耐温、耐压变性能，可延长软胶驱动器的使用寿命，提高其耐用性。而针对有机硅材料，为了发挥

12、其优势，并且针对不同客户手型进行个性化定制，我们采用3D打印技术对其生产工艺的简化进行处理。增材制造技术，即3D打印技术，该技术的发展已经带动新一代的临床治疗革命，也推动了众多医疗器械的发明和产业化。3D打印技术（3DPrint）作为一类快速成型技术，其基础在于运用数字模型文件，利用塑料或粉末状金属等可粘合材料，经过一层一层的打印来制造物体。3D打印不仅能用于批量化生产有统一设计的医疗器械，也可用于完善适应病人身体特质的个性化产品。而本项目正是利用该特性，以病人的影像学数据为基础，定制的个性化物品。本项目组将结合3D打印与有机硅两种创新型科技，利用3D打印有机硅来简化普通定制化生产有机硅软胶驱

13、动泵的繁琐工艺。3D打印有机硅有直接打印法和间接打印法。间接打印法需要打印出符合的模具或模型，然后进行再加工成型产品。虽然能够解决制品定型需求问题，但成本过高，只适合大规模生产，同时会增加总生产周期，耗费大量原材料。相比之下，直接打印法能够降低生产成本、节省生产时间、大幅缩短工艺周期，同时在产品开发期间快速改进产品；另外，本项目可利用患者影像学数据，设计好的数字模型，将有机硅材料直接进行3D打印转换为实物，对结构复杂的功能性部件和原型件进行功能整合,无需任何模具,从而减少了模具的生产过程,从人力物力上同时进行了提升。目前市场上直接打印有机硅的方法主要为光固定3D打印技术与基于挤出的3D打印技术

14、。材料类型原理优势劣势光固定3D打印立体光固定3D打印(SLA)以光固化树脂为原材料，利用紫外光(UV)照射原材料引发剂，使其产生自由基或离子，进而引发光固化树脂进行交联固化，每固化一层后，平台下降或上升一个层厚高度，如此往复得到三维网状结构。较为成熟，短期内设备相对固定，能够节约费用对有机硅材料进行光敏改性，才能使有机硅材料具有光固化特性，导致材料成本太高数字光处理3D打印(DLP)基于挤出的3D打印在打印平台上，加压注射器筒里的有机硅树脂经螺杆泵和控制器通过锥形喷嘴挤出特定流量，通过运动控制平台进行三维结构打印，待一层完全固化后再进行下一层的打印精度高，能够直接利用有机硅材料进行打印，成本

15、低成型时间长，且易产生孔隙或空洞，弹性和柔软性降低每种3D打印有机硅的方法各有有优缺点，而我们工作室所选择的合作商德国ACE0公司拥有工业级的硅树脂3D打印机来打印我们软体手套所需的软胶驱动器,其结合了上述两种3D打印技术，基于“按需喷墨”打印原理进行生产。打印头将有机硅微液滴（体素）逐滴沉积在工作平台上，然后液滴相互融合，形成均质有机硅层。通过使用支撑材料来生产飞檐或孔洞等复杂结构，便能逐层打印出三维物体。随后将物体二次硫化，以便去除挥发物，并实现最终的机械性能。按需喷墨的打印原理能在打印过程中保留有机硅的柔软性、弹性、耐压性等，使打印出的软体手套的软胶驱动器有最好的功能特性。图2-1软胶驱动器模式图本项目组针对还针对现在市场上康复手套的运动功能进行创新。对于市面上大多数康复手套仅有全阻力档位和半阻力档位，运动的方式也仅有开合和抓取物体，形式过于单一枯燥。针对上述情况，我们的产品将增加可调节阻力档位，根据患者需求调节运动阻力。手的运动方式也增加了手指的队长运动，不再仅有开合和抓取物体，让手部得运动功能康复得更加全面。