河北大學(xué)3D團(tuán)隊(duì)打印出高度準(zhǔn)確的肝臟模型
來(lái)自中國(guó)河北大學(xué)附屬醫(yī)院的一個(gè)研究小組已經(jīng)證明,3D打印復(fù)雜的1:1肝臟模型的能力低于90美元。由程樹(shù)杰教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組聲稱,特定患者的3D打印肝臟模型將有助于改善肝臟手術(shù)計(jì)劃。
在醫(yī)療領(lǐng)域,特定患者的3D打印解剖模型變得越來(lái)越普遍,因?yàn)樗鼈兛梢詾獒t(yī)生提供對(duì)特定病人病例的精確和切實(shí)的理解,并且可以更好地使病人理解他們自己的病情。
近年來(lái),我們看到了一些非常令人印象深刻的3D打印模型,其中最先進(jìn)的是多色的,有時(shí)甚至是多紋理的。然而,這些先進(jìn)的模型通常是在昂貴的3D打印系統(tǒng)上制造的,而且昂貴的材料使得它們不易獲得。例如,一個(gè)精確的1:1 3D打印的肝臟模型,可以花費(fèi)3000到4500美元之間的任何地方生產(chǎn)多色系統(tǒng)。
為了向更多人提供高精度的手術(shù)模型,河北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種以比以前便宜得多的成本進(jìn)行3D打印復(fù)雜肝臟模型的方法。
使用兩臺(tái)液體冷卻系統(tǒng)的高速LCD-SLA 3D打印機(jī),醫(yī)療團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造出了我們迄今見(jiàn)過(guò)的最復(fù)雜的肝臟模型。在制造圖片的模型中,研究人員使用了兩臺(tái)UNIZ SLA 3D打印機(jī),但他們指定可以使用任何SLA 3D打印機(jī)。
據(jù)報(bào)道,由各種不同顏色的光敏樹(shù)脂制成的3D打印模型代表肝臟的“三系統(tǒng)肝血管網(wǎng)絡(luò)”,而現(xiàn)有的3D打印肝臟模型僅代表肝臟的兩個(gè)血管系統(tǒng)。
這增加了3D打印模型的細(xì)節(jié)水平,可以更深入地了解患者的解剖結(jié)構(gòu),并可以導(dǎo)致更有效的手術(shù)操作,降低出血風(fēng)險(xiǎn),減少術(shù)后并發(fā)癥。
使用光敏樹(shù)脂對(duì)肝臟模型的血管網(wǎng)進(jìn)行3D打印,層厚為0.1mm,精度為0.7mm。為了完成肝臟的形狀,血管模型然后澆鑄在高度透明的樹(shù)脂中。其結(jié)果是3D打印的肝臟具有完全可見(jiàn)的內(nèi)部組件,包括靜脈網(wǎng)絡(luò)和腫瘤。
這種3D打印方法不僅減少了用于外科手術(shù)計(jì)劃的3D打印肝臟模型的成本,而且還大大縮短了所述模型的打印時(shí)間。目前,模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)的打印時(shí)間只有四個(gè)小時(shí)左右。不過(guò),正如鄭樹(shù)杰教授所指出的那樣,3D打印的肝臟模型目前需要大約30個(gè)小時(shí)的后期制作時(shí)間,所以總有改進(jìn)的空間。
“程淑杰教授經(jīng)過(guò)反復(fù)徹底的驗(yàn)證,認(rèn)為目前由河北大學(xué)附屬醫(yī)院開(kāi)發(fā)的透明,全彩色,高精度手術(shù)前計(jì)劃肝臟模型的制造方法,有助于一系列極其困難的,準(zhǔn)確和個(gè)性化的肝臟手術(shù),“研究小組在一份聲明中說(shuō)。
它補(bǔ)充說(shuō),3D打印方法也可用于在骨科,神經(jīng)外科,產(chǎn)科,婦科,整形外科和口腔科等領(lǐng)域生產(chǎn)其他同樣復(fù)雜的手術(shù)模型。對(duì)于肝臟相關(guān)的應(yīng)用,中國(guó)醫(yī)生認(rèn)為他們的3D打印模型可用于多達(dá)80%的肝臟手術(shù)病例。
中國(guó)的研究人員說(shuō),除了手術(shù)計(jì)劃外,3D打印的解剖模型也可以在醫(yī)學(xué)培訓(xùn)中應(yīng)用,并且可以適用于批量生產(chǎn)。事實(shí)上,如果將它們用于培訓(xùn)目的,該小組表示可以進(jìn)一步降低模型的制造時(shí)間,因?yàn)楹筇幚沓尚筒襟E可以避開(kāi)。
最終,河北大學(xué)的研究人員希望,他們的低成本3D打印方法將為醫(yī)療領(lǐng)域(特別是肝外科醫(yī)生)提供昂貴且耗時(shí)的多噴嘴3D打印技術(shù)的替代方案。研究小組在中國(guó)珠江醫(yī)院,日本筑波大學(xué)和波蘭Jagiellonian大學(xué)的先前研究成果的基礎(chǔ)上,正在努力改進(jìn)和推進(jìn)其新穎的方法,以提高準(zhǔn)確度。
編譯自:3ders.org
編譯自:3ders.org
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