設計師開發3D打印仿真人體模型供醫學訓練
日前，在新西蘭維多利亞大學學習的工業設計專業學生Hamish McIntosh正在投身于一項很有前途的創業項目，就是使用3D打印技術開發解剖模型，該解剖模型可用于對醫學院學生的教育，以及幫助外科醫生為有風險的手術做好準備。
不過這并不是那種在生物教室里常見的笨拙地站在角落里的人體骨架。相反，他開發的是那種能夠準確展現人體各部位（比如氣管）特性的模型，使得醫生能夠在實際切開病人的氣管之前，仔細研究可能出現的各種問題。或許更令人印象深刻的是，McIntosh 3D打印的組織能夠準確模仿人體皮膚的柔性和其它各種屬性，供學生們練習，比如縫合傷口等。因為顯然沒人愿意去當一位年輕醫生的首個病人。
Hamish的碩士課程大多集中于模擬解剖項目，其中，在他自己的話說，包括使用多材料3D打技術來模擬解剖：“多材料3D打印使得我們能夠使用剛性和柔性材料來模擬各種不同密度的人體部位。3D打印還可以使用CT或MRI掃描數據專門為某一特定患者創建解剖模型。這樣的打印結果對于醫療培訓和理解人體的解剖結構是有益的。”
就目前來講，Hamish一直在開發人體頸部的解剖模型，這是一個非常復雜的部分，充滿各種不同的器官組織，如肌肉、氣管、喉以及皮膚等。雖然很小，但從解剖學來講，其復雜性遠超其它人體部位和器官，但惟其如此，更能充分展現3D打印技術的相對優勢。Hamish在臨床醫生的幫助下，已經開發出了一個非常漂亮的多組件模型。
不過，由于這只一個非常復雜的器官，很多地方具有不同的厚度、密度、彈性等，Hamish不得不依靠兩臺普通的FDM 3D打印機和一臺Stratasys公司的Connex 3D打印機來實現所有不同部件。不過，即使是在Stratasys公司技術的幫助下，這也是一項艱巨的設計過程，其中需要大量的迭代和來自醫療專業人士的反饋建議。“作為醫生，他們人體的各種內部細節非常了解，并指出了早期模型中的很多漏洞，包括環狀軟骨不夠突出、肌肉太硬、軟骨之間缺乏銜接等。”
在多次迭代之后，Hamish終于開發出了一個能夠準確模仿人體頸部結構的模型，受到了當地惠靈頓醫院醫生們的歡迎。
不過最令人印象深刻的還是他的模擬解剖項目中的3D打印皮膚部件。“醫生們希望有一個3D打印的類似人類皮膚的模型能夠讓他們聯系基本技能，如縫合等。但其中的主要挑戰是在進行多材料打印時，有些材料的特殊屬性如何克服，比如有的材料過于滑溜不好夾，而且不具有人類皮膚的柔軟度。”
現在，你可以想像3D打印皮膚是一個多么艱苦的過程，特別是當它需要柔軟度達到非常高的水平時。為了實現這一目標，Hamish在打印模型的邊界使用了多一點材料，并在其表面生成了紋理，從而模擬出來與人體非常接近的肌膚質感。
從長期而言，Hamish希望能造出一個人體的“工作原型，這個原型的各個部分能夠用于測試醫療工具和具體的手術等。在Hamish的設想中未來的這種模型甚至會加上顏色和液體來創造一個更加真實的體驗。然而，由于Hamish的學習和研究仍在進行中，可能需要很長時間醫學學生才能夠在3D打印的仿真人上練習技能，而不是人體。
(責任編輯：admin)
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