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每天出門前戴上它,還愁沒有好心情嗎

未來,3D 列印智能化機械魚將用於執行海底探索任務

來自土耳其菲拉特大學的一組工程研究人員正在使用仿生設計和 3D 列印技術來構建智能機器人魚,以用於實際的水下探索和測量任務。3D 列印仿生機器人魚的設計中最重要的因素就是模擬魚類的游泳模式和身體結構。在所有魚類中,超過 85% 的魚通過彎曲身體或尾鰭進行遊動,約 15% 則是通過胸鰭達到在水中遊動的目的。

據悉,這款智能化機器人魚長約 50 厘米,寬 7.6 厘米,高 21.5 厘米,重量達 3.1 公斤。它的整體結構都是在 SolidWorks 軟體中設計後,使用 PLA 材料 3D 列印製作的。而柔性的尾鰭則是用硅膠模具製作而成。它的周身都塗有環氧樹脂和特殊的塗料,以防止可能出現的漏水情況。

研發團隊製作的 3D 印表機器魚模仿了用尾鰭遊動的方式,其推進式尾翼結構主要由伺服電機進行驅動。它主要由剛性的主體,雙連桿尾部結構,控制單元,水下攝像裝置和柔性的尾鰭部分組成。其中,前部主體內主要用於容納電子設備、感測器和重心控制裝置。為 3D 列印的機械魚提供上下遊動能力以及平滑、帶有節奏感的振蕩式游泳模式。

目前,研發團隊已經藉助 3D 列印技術,製作了超過 72 個不同的 3D 印表機器魚,並且進行了一系列的測試。未來,它將很有可能被用於執行水下資源和污染監測、生物形態觀察、電力或石油管道故障監測、海岸線安全和軍事任務。

研究人員借生物 3D 列印技術研發可模擬人體血管和導管的管狀結構

近日,布列根和婦女醫院的研究人員開發出了一種生物 3D 列印管狀結構的方法。人體內的血管通常分布不均,而這種生物 3D 列印方法可生成複雜的管狀結構,更好地模擬人體內的天然血管和導管。

生物 3D 列印技術能夠對 3D 列印的組織進行微調,比如調整它的層數和輸送營養的能力。這種結構複雜的 3D 列印組織能夠作為受損組織的替代品使用。

在具體操作上,為了製作生物 3D 列印墨水,研究人員將人體細胞與水凝膠混合。水凝膠是一種由親水聚合物組成的柔性結構,之後他們優化了水凝膠的化學性質,使人體細胞在整個混合物中增殖或繁殖。為此,他們還開發了一種定製噴嘴,可以連續列印最多三層的管狀結構。

研究人員發現,藉助這種方式,他們能夠 3D 列印出模擬血管組織和尿路上皮組織的結構。他們將尿路上皮和膀胱平滑肌細胞與水凝膠混合,形成了尿路上皮組織。用人體內皮細胞、平滑肌細胞和水凝膠的混合物 3D 列印了血管組織。

3D 列印的血管組織具有不同的尺寸、厚度和性質。專家表示,生物 3D 列印組織的複雜結構對其作為天然組織的替代物來說至關重要。目前,該團隊正在進一步優化生物材料和 3D 列印的參數,他們的目標是創造具有足夠機械穩定性的管狀結構,以保證生物 3D 列印血管在臨床應用中的安全性和機械穩定性。

3D列印綠植胸針,讓你每天都有一個好的心情

布魯克斯是一位來自於美國休斯頓的設計師。平時,他最大的愛好就是進行一些 DIY的創意設計。目前,在美國創意作品分享網站 Instructables 個人主頁上,已經積累了眾多粉絲。最近,他設計的一款 3D 列印綠植胸針獲得了眾多好評。據了解,這款小型胸針有三個槽口,總共可以放入三株微型多肉植物。

這款胸針的製作過程也比較簡單。布魯克斯首先準備好了 3D 印表機,PLA 線材,E6000 工業膠水,金屬別針套件等設備材料。接著,他選擇了 3D 建模軟體Onshape 進行了胸針外觀結構的設計。

在 Onshape 的工具欄中,布魯克斯選擇在 XY 平面上繪製了三個尺寸為 9 mm x 5 mm 的矩形,並且沿著 Z 軸將邊距向外擠出 6 mm,再沿著 Z 軸將中心結構擠出 8 mm。最後,他將厚度調整到了 0.7 mm,並進行了倒圓角操作,完成了設計。

在導出 STL 文件後,布魯克斯用 3D 印表機和 PLA 材料完成了胸針 3D 模型的列印。由於它的尺寸較小,所以僅需 10 分鐘就可以列印出一套。之後,布魯克斯拿出預先準備好的金屬別針套件,將金屬片的一面貼合到胸針件的底面上,塗抹上 E6000 工業膠水(等待 15 分鐘乾燥時間),完成了 3D 胸針模型的製作。

到這裡,就可以任意往胸針的槽孔中添加多肉植物了。布魯克斯選擇俄羅斯鼠尾草、義大利茴香和義大利芹的搭配,然後把 3D 列印綠植胸針別在了胸前。據布魯克斯描述,戴著這款胸章讓他感覺自己充滿了活力,每天都心情愉悅。

威海先臨 3D 列印手術導板助醫生順利完成顱內出血引流手術

顱內出血是神經外科的急危重症。對於該病症而言,準確而安全的穿刺是保證療效和預防併發症的關鍵。然而,臨床時可能出現的 CT 定位誤差、主刀醫生操作偏差、患者個體差異等因素,均可能引起穿刺方向、距離等出現偏移,導致穿刺失敗。隨著數字化醫學及生物 3D 列印技術的快速發展,利用數字化設計和 3D 列印技術研製個體化導板,則可實現個體化的微創血腫穿刺手術。日前,威海市中心醫院就藉助 3D 列印技術成功完成了此類手術。

2018 年 8 月 13 日晚 9 點,威海市中心醫院,急救車送來一名顱內出血的患者,情況非常危急!專業人員藉助威海先臨 3D 列印服務中心的設備與技術,在主治醫生田偉的協助下,術前對患者頭顱進行螺旋 CT 薄層掃描。在獲取 3D 數據模型後,根據患者頭顱的特徵進行了手術導板的 3D 建模,並於晚上 10 點 29 分完成了該手術導板的 3D 列印。在該 3D 列印導板的幫助下,醫生們順利地為患者實施了顱內引流手術。顱內引流手術導板的出現,得到了在場醫生的一致好評,不僅大大提高了成功率,也減少了醫生的手術時間。

這並不是威海市中心醫院與威海先臨 3D 列印服務中心合作的首次案例,自從 2018年上半年,雙方達到戰略合作以來,3D 列印技術在骨科手術、脊椎固定手術等方面均有亮眼的表現。傳統的骨科手術主要依靠患者創傷部位的 X 光和 CT 影像作為手術依據,但由於 X 光和 CT 影像的局限性,很多時候需要醫生「發揮」空間想像力。

3D 列印模型能提高醫療手術精確度,更直觀地體現患者的病理狀態,優化醫生的手術方案。相比傳統手術,使用術前醫療模型的手術時間將降低三分之二。術前 3D 列印的病理模型能讓醫患溝通更直觀,減少醫療事故及糾紛。在術前手術模型的基礎上,利用 3D 建模設計的脊椎固定手術導板,可以精準的避開血管,減少手術時間。


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