3D打印技術幫助小狗“奧利奧”再次正常行走
一支由獸醫外科醫生、骨科醫生和生物醫學工程師組成治療團隊相隔千里,在4天之內為一條需要更換膝蓋的狗量身3D打印了一個髕骨植入物,并為其植入體內。
3年前,加拿大一條名為Oreo的6歲狗,其左后腿膝蓋骨(髕骨)脫臼。為了減輕其痛苦,Oreo的膝蓋骨被摘除了,但是這條狗從此變成了跛腳。
Oreo的獸醫為此聯系了在Winnipeg的整形外科創新中心(OIC),探討如何為Oreo創建一個定制的植入物。OIC是一家研究和試驗機構,主要為醫療器械市場服務。為了幫助Oreo,一隊獸醫、骨科醫生和生物醫學工程師共同合作,尋求解決方案。OIC經常把3D打印作為縮短設計和生產周期的一種手段,他們認為這對Qreo也是一個很好的解決辦法:使用最新的設計技術和熔融沉積成型(FDM)3D打印技術生產為其量身定制的髕骨植入物,使其能夠正好與Oreo的股骨和股四頭肌匹配。
OIC使用一塊捐贈的髕骨創建了數字化模型,然后將其文件轉化為CAD模型。醫療團隊用Oreo的另一塊髕骨透視X光片作為參考,對CAD模型進行修改,以確保新的植入物能夠與其大腿骨匹配。
OIC然后用Stratasys公司的Fortus 400mc 3D打印機將這塊人工髕骨打印出來。工作人員使用了具有生物相容的聚碳酸酯作為3D打印材料。在手術之前,工程師還對植入物進行了物理測試,以驗證其是否具備必要的機械強度。然后將消毒后的人工髕骨用聚丙烯縫線縫到了股四頭肌和肌腱上。
左:3D打印髕骨的CAD模型。 右:手術前的3D打印髕骨。
“在Oreo這個案子里,我們僅花了四天時間,就完成了從設計、分析、物理測試到3D打印出一個定制的植入物的全過程。”OIC的總裁Martin Petrak說,“當我們熟悉這一技術流程后,以后制作類似的植入物可能只需要一兩天時間。”
手術后8周,Oreo就能再度正常行走,并能用四肢跳躍。如今,三年過去了,如今這條幸運的小狗健康狀況依然良好,3D打印的膝蓋骨仍然完好地發揮著功能,Oreo依然活蹦亂跳。
“FDM是制造植入物的一種理想的3D打印技術,因為它能夠打印出高強度、耐用,并具有生物相容性和正確物理性質的部件。”Petrak說,“采用FDM技術,我們可以根據接受者的解剖結構定制出完全匹配的植入物,使其能夠快速恢復功能”。
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