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国际动态 | 西英格兰大学利用3D打印创造低成本、高保真器官模拟器
发布时间:2020.08.19    新闻来源:南极熊   浏览次数:

 

西英格兰大学利用3D打印创造低成本、高保真器官模拟器

      2020年8月18日,南极熊从外媒获悉,西英格兰大学打印研究中心(CFPR)的一个团队正在利用3D打印技术制作逼真的器官模型,用于手术训练。

      据研究人员介绍,该项目的目的是创建媲美人体组织 "外观、弹性和一致性 "的器官模型。通过创建外观和感觉真实的器官模拟器,手术训练变得更能代表真实情况,并最终可以帮助降低患者的风险。

      皇家康沃尔医院的普通外科医生,该项目的联合监督员James Clark博士解释了手术模拟器如何成为现代外科教育的重要组成部分。他指出,复杂的外科手术往往需要 "高质量的可重复的模型,使受训者能够获得真实的手术感受"。
△实验室里的3D打印器官模拟器,图片来自UWE

3D打印低成本、高保真的医疗模型

      这项研究由CFPR高级研究员David Huson领导,建立在3D打印如何开发低成本、高保真医疗产品的基础上。Huson将其描述为 "一个跨学科的项目",因为它将科学家、艺术家和外科医生结合起来,开发和测试工作原型。他解释说,使用器官模拟器的一个优势是,它们提供了一个比人类尸体或动物实验体更符合伦理的替代方案,真实的实验体通常价格昂贵,难以获得"。

      CFPR的合伙人Marine Shao指出,这个项目将与现有的商业器官模拟器不同, "现有的商业器官模拟器往往只重现最常见的程序,而不能准确复制人体组织的特性和感觉"。Shao解释说,本项目的主要目的之一是解决目前器官模拟器中存在的局限性,通过3D打印可以开发出更便宜、更逼真的产品。

△栩栩如生的物理模型,用于模拟医学训练,图片来自CFPR

复制了哪些器官?

      Huson的团队开始创建了一个能够用于促进腹腔镜胆管探查的原型--这是一种用于清除胆管内嵌结石的复杂外科手术。为此,他们复制了多个器官的相互关联的组织和内部结构,包括十二指肠、胆囊、肝脏、胰腺和胆管。

      与市场上已有的器官模拟器通常由硅胶制成,而Huson团队则是由未公开的材料组合而成,通过将3D打印与传统的铸造方法相结合,该团队能够将这些材料结合在一起,结果是一个代表复杂的人类胃肠系统的产品。

      除了胃肠器官的几何形状外,研究人员还复制了软组织的声学特性。由于腹腔镜胆道手术需要使用超声波检查胆道是否有结石,实现解剖学上的划分,并发现异常情况。因此,器官模拟器复制软组织的声学特性是一个基本的特质,因为这使得外科医生能够在监控的环境下进行真实的超声检查。

3D打印在医疗研究中的应用

       有证据表明,在教育层面,用器官模拟器进行培训已被证明是有效的。在最近的一篇关于3D打印在泌尿学领域的文献回顾中,要求医学生准确地定位肿瘤,首先是用核磁共振成像,然后在3D打印前列腺模型的帮助下。在使用MRI时,学生和专家的成功率相差47%,而使用3D打印时,成功率骤降至17%。


       另一个前景来自加州大学戴维斯分校健康中心的工作,外科医生正在使用3D打印解剖模型和栩栩如生的器官。将后者与 "受伤的高分辨率3D模型 "相结合,使外科医生能够提高他们的精确度,因为他们可以获得患者的精确测量。同样,坦佩雷大学的研究人员也发现,3D打印模型,特别是鼻腔通道的3D打印模型,是一种很有前途且成本较低的改善鼻腔手术的方法。该领域的大量研究表明,器官模拟器在改善手术操作以及医学进步方面具有潜力。


编译自:3dprintingindustry

 

 
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