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3D打印手術(shù)針的新設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于蜜蜂的刺激

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責(zé)任編輯：六月芳菲時(shí)間：2018-04-28 09:23

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[導(dǎo)讀] 該項(xiàng)目由Temple的機(jī)械工程Parsaoran Hutapea副教授和博士候選人Mohammad Sahlabadi執(zhí)行。

位于坦普爾大學(xué)的工程師利用3D打印技術(shù)為新型手術(shù)針頭開發(fā)了獨(dú)特的概念。從自然界獲得靈感后，他們決定探索蚊子和黃蜂等刺痛昆蟲的針狀突起，然后最終以蜜蜂的毒刺作為新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。該項(xiàng)目由Temple的機(jī)械工程Parsaoran Hutapea副教授和博士候選人Mohammad Sahlabadi執(zhí)行。

我們之前已經(jīng)報(bào)道過(guò)使用3D打印技術(shù)來(lái)幫助工程師們借助大自然的解決方案來(lái)解決問(wèn)題。已經(jīng)使用3D打印的鯊魚皮來(lái)改善車輛的空氣動(dòng)力學(xué)，并且已經(jīng)使用3D打印的葉片微結(jié)構(gòu)來(lái)清理溢油。這個(gè)最新的項(xiàng)目是醫(yī)療領(lǐng)域從自然界獲得靈感的第一次。

“我們帶來(lái)了一些蜜蜂進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，并用顯微鏡取出并檢查他們的刺。”Hutapea說(shuō)。 “蜜蜂叮咬人體皮膚的方式對(duì)我們正在努力發(fā)展的東西非常有吸引力，因?yàn)橹饕捎诖虅?dòng)刺的倒鉤，它會(huì)相對(duì)平直地穿過(guò)皮膚進(jìn)入組織。”

蜜蜂蜇的形狀完全符合研究人員試圖用他們的新針設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樗麄冊(cè)Ｍ麆?chuàng)造出能減少組織損傷同時(shí)提高精確度的儀器。受到蜜蜂刺痛的啟發(fā)，他們開發(fā)了一種設(shè)計(jì)，針頭上刻有小刻痕或倒刺。這些倒鉤會(huì)降低針的插入和拔出力，這有助于進(jìn)一步減少組織損傷。

“一般來(lái)說(shuō)，手術(shù)針在插入組織時(shí)會(huì)由于其尖端設(shè)計(jì)而彎曲，”Hutapea說(shuō)。 “針在偏離目標(biāo)途中的計(jì)劃路徑，例如癌組織或腫瘤，通過(guò)這種形狀，曲線是有限的 - 它更容易控制機(jī)器人設(shè)置，這很關(guān)鍵，因?yàn)槿绻?曲線，你錯(cuò)過(guò)了目標(biāo)。”

（來(lái)源：天普大學(xué)）

該項(xiàng)目的下一個(gè)階段是關(guān)注以最佳方式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的材料。原型使用聚合物混合物放在一起，但最終的針頭需要用金屬進(jìn)行3D打印。研究人員認(rèn)為，金屬3D打印技術(shù)目前還不能達(dá)到他們想要的水平，因?yàn)樗麄円蠼饘籴樉哂衼喓撩壮叽绾透呖v橫比。

“同時(shí)，我們目前正在通過(guò)研究開發(fā)混合金屬聚合物針的制造方法來(lái)達(dá)成折衷方案，”Hutapea說(shuō)。 “希望是在兩三年內(nèi)，我們擁有這項(xiàng)技術(shù)。”

他們的目標(biāo)是最終3D打印這些針頭，以便它們可以在手術(shù)實(shí)踐中使用。 FDA批準(zhǔn)的道路很漫長(zhǎng)，但最終他們可以在臨床應(yīng)用中看到他們的蜜蜂啟發(fā)式手術(shù)針，用于改善微創(chuàng)手術(shù)程序。

這兩位工程師在《微創(chuàng)治療與聯(lián)合技術(shù)》和《生物靈感與仿生學(xué)》雜志上發(fā)表了關(guān)于他們的外科針設(shè)計(jì)項(xiàng)目的文章。他們將在寺廟的富蘭克林學(xué)院展出他們的作品，作為臨時(shí)3D打印展覽的一部分。

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