Stratasys改進(jìn)3D打印機(jī)的功能 打印人體骨骼模型力學(xué)性能更真實(shí)

2020年12月4日，南極熊獲悉，3D打印機(jī)制造商Stratasys改進(jìn)了J750 Digital Anatomy 3D打印機(jī)的功能，以更好地復(fù)制多孔骨結(jié)構(gòu)、纖維組織和韌帶的模型。

Stratasys公司副總裁兼全球醫(yī)療團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Osnat Philipp說：＂我們相信，更好的準(zhǔn)備會(huì)帶來更好的臨床結(jié)果，骨骼的機(jī)械特性為我們的重要器官提供保護(hù)，并最終影響我們的生活質(zhì)量。能夠3D打印出生物力學(xué)上準(zhǔn)確且對(duì)每個(gè)患者都獨(dú)一無二的模型，對(duì)準(zhǔn)備工作至關(guān)重要。＂

△Stratasys公司的Digital Anatomy 3D打印機(jī)，使醫(yī)生能夠以類似人體生物力學(xué)逼真度練習(xí)插入螺釘，用于骨科應(yīng)用，圖片來自Business Wire／Stratasys

3D打印骨骼模型

盡管對(duì)骨模型的需求不斷增加，但傳統(tǒng)的模型在患者特異性和生物力學(xué)真實(shí)性方面仍存在不足。然而，隨著3D打印技術(shù)、材料和軟件的不斷改進(jìn)，這一領(lǐng)域正在取得進(jìn)展，以實(shí)現(xiàn)更成功、更靈活的患者特定個(gè)性化。

在過去的幾年里，對(duì)骨骼MRI掃描、快速制作模型的軟件以及如何最好地解決手術(shù)后并發(fā)癥的研究，使得解剖模型的質(zhì)量取得了巨大的進(jìn)步。醫(yī)學(xué)影像信息的交流和管理也得到了改善，與患者的溝通也得到了改善。波爾多大學(xué)中心醫(yī)院成為世界上第一批安裝J750的醫(yī)院之一，他們聲稱，3D打印模型幫助患者理解他們的手術(shù)，比使用2D掃描時(shí)好50％。

去年，法國(guó)個(gè)性化醫(yī)療設(shè)備制造商Bone 3D也安裝了一臺(tái)Stratasys J750 3D打印機(jī)，以推進(jìn)其生產(chǎn)針對(duì)患者的手術(shù)指南和手術(shù)模擬器，并培訓(xùn)未來的外科醫(yī)生。

數(shù)字解剖軟件升級(jí)

經(jīng)過與全球?qū)W術(shù)醫(yī)學(xué)中心的多年測(cè)試開發(fā)，已經(jīng)為J750 Digital Anatomy的軟件開發(fā)了100多種復(fù)雜的預(yù)設(shè)。這些預(yù)設(shè)可以復(fù)制現(xiàn)實(shí)條件，例如打印正?；蛲嘶宰甸g盤或以不同程度的剛度打印椎骨之間的關(guān)節(jié)。軟件可以在3D體素級(jí)別上生產(chǎn)不同的材料組合，以獲得正確的生物力學(xué)性能。

特拉維夫大學(xué)研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)臨床評(píng)估，調(diào)查了J750 Digital Anatomy系統(tǒng)上打印的模型復(fù)制螺絲釘拔出力的準(zhǔn)確性如何，并得出結(jié)論模型與人體的觸覺響應(yīng)相似。以色列理工學(xué)院技術(shù)研究所進(jìn)行的另一項(xiàng)研究表明，J750打印的腰椎3D模型準(zhǔn)確地代表了有關(guān)人類脊柱的文獻(xiàn)詳細(xì)介紹的運(yùn)動(dòng)范圍。

到目前為止，Stratasys的技術(shù)已幫助醫(yī)療保健提供者改善了手術(shù)準(zhǔn)備，并使醫(yī)療器械制造商能夠進(jìn)行測(cè)試并培訓(xùn)醫(yī)療專業(yè)人員如何使用新器械。

J750 Digital Anatomy 打印機(jī)

Stratsys最初的J750 3D打印機(jī)最初于2016年推出，在接下來的三年里，該系統(tǒng)的功能被導(dǎo)向了解剖模型的制作。這在一定程度上歸功于PolyJet技術(shù)提供的質(zhì)量和色彩范圍，這下行技術(shù)允許用該方法創(chuàng)建的模型進(jìn)行分割和顏色編碼，以區(qū)分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。去年，J750獲得了全球色彩權(quán)威機(jī)構(gòu)Pantone的驗(yàn)證，這使得Stratasys公司將該標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)商的色彩管理系統(tǒng)整合到打印機(jī)的工作流程中。

同樣有利于解剖模型的是，J750能夠打印多種材料，因此可以將不同的紋理融入到一個(gè)對(duì)象中，實(shí)現(xiàn)不同的功能。Stratasys與其獲獎(jiǎng)的數(shù)字解剖系統(tǒng)配合使用的三種材料是TissueMatrix、GelMatrix和BoneMatrix。TissueMatrix是專門針對(duì)心臟組織的復(fù)制，而GelMatrix則是作為支撐材料，用于解剖模型的小腔內(nèi)。BoneMatrix的名字中就有線索，它是一種堅(jiān)固、靈活的材料，用于復(fù)制解剖模型中的骨骼。

責(zé)任編輯：xj