2012 年发明奖：加速康复的模块化铸件

凯莉·安德森在腕部手术两个月后拆下手臂石膏，但关节僵硬得连门把手都转不了。四个月后她才完全康复。丹尼尔·阿曼特膝盖受伤后也遭受了类似的石膏固定后并发症；阿曼达·哈顿目睹了她的足球队友在各种伤病后挣扎；克拉拉·陈在她志愿服务的养老院里看到虚弱的病人承受着更大的痛苦。当这四人在弗吉尼亚大学读本科时相识时，他们都意识到了一个共同的医疗难题：长时间的固定有助于治愈骨折和其他伤害，但会损害原本健康的关节和肌肉。

2009 年，在一门生物医学工程课程中，教授向学生们提出挑战，让他们解决一个对他们来说很重要的问题。他们开始寻找一种方法来减少石膏造成的伤害。在考虑了几个想法之后，他们决定制作一个模块化石膏。这种装置可以像传统石膏一样固定整个手臂，但医生可以在骨头愈合时将其拆成一块，让手臂可以逐个进行特定的运动，以增强灵活性并增加肌肉的血流量——并将拆除石膏后的物理治疗时间缩短一半。

学生们用粘土裹住手臂，确定各个部件的最佳形状和位置，然后制作并测试塑料原型。他们请医生为哈顿打上普通石膏，测量她的活动范围，然后将她放入原型中，以比较结果。四个月后，学生们制作出了一个功能齐全的发明版本，他们称之为 PuzzleCast。

该装置有六个可拆卸部件。两个部件支撑前臂和手，使断肢保持稳定。其余部件限制下臂的四个动作：肘部弯曲以及手腕的上下、左右和扭转。石膏技术人员将热塑塑料放入热水中，将石膏围绕患者手臂塑形，然后扣入铆钉固定各部件，组装该套件。安装时间与标准石膏大致相同。要取下部件，医生只需取下铆钉即可。

2011 年，学生们从美国大学生发明家和创新者联盟获得了 10,000 美元的资助，用于测试 PuzzleCast 对佩戴数周的受试者的影响。他们表示，下一步是将设计授权给制造商，制造商可以进行临床试验，开发更多尺寸和腿部版本，并将 PuzzleCast 带给患者，最快可能在未来三年内完成。

发明人：丹尼尔·阿曼特、凯利·安德森、阿曼达·哈顿、克拉拉·特兰
发明： PuzzleCast
开发成本： 10,300 美元
距离市场：短? ? ? ? ?长