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病毒居然这么美!彩色3D打印带你走进微观世界

病毒模型组成的太阳系 烟草花叶病毒(TMV)是人类发现的第一种病毒。它是一种单链RNA(核糖核酸)病毒,呈长杆状。模型展示了病毒的部分结构,蓝色为病毒衣壳蛋白,紫色是遗传物质RNA。 寨卡病毒属于黄热病毒科黄热病毒属。黄热病毒是第一个被发现的人类病毒。 寨卡病毒直径50纳米,最外层是组装规则的膜蛋白E(蓝色),内部由脂质膜形成包裹(灰色)。  寨卡病毒脂质膜上有小膜蛋白M(青绿色),膜包裹的核心是衣壳蛋白(绿色)与RNA(深蓝)。 寨卡病毒脂质膜上有小膜蛋白M(青绿色),膜包裹的核心是衣壳蛋白(绿色)与RNA(深蓝)。 从左至右分别为登革热病毒,西尼罗河病毒,腺病毒,噬菌体(头部),细小病毒,疱疹病毒,乙肝病毒(核衣壳)。 乙肝病毒(HBV)是一种DNA病毒,属于嗜肝DNA病毒科。模型展示了乙肝病毒核衣壳,正二十面体,由核心抗原组成。 完整乙肝病毒的最外层由三种乙肝表面抗原(HBsAg,红色)以及囊膜(黄色)组成。  囊膜内部包裹了由核心抗原组装成的核衣壳(HBcAg,白色)。 核衣壳内部包裹了病毒的遗传物质DNA(蓝色)和复制基因的DNA聚合酶(紫色)。  脊髓灰质炎病毒。它属于微小RNA病毒科,呈球形,直径只有20~30纳米。模型展示了病毒核衣壳,病毒中心为单股正链RNA。 (本文转自3D打印网)

2019-02-18 09:47:27

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新西兰团队发布3D打印哥特式风景建筑Rampage

近日,新西兰3D打印团队发布了最新3D打印项目,称为Rampage哥特式,他们继续充分利用兴趣爱好3D打印市场的增长,以及桌面RPG游戏的不断流行。Rampage哥特式为公司的Rampage系列3D打印风景建筑系统添加了哥特式风格的设计和建筑。一个Kickstarter的活动刚刚启动,pledgers将收到的STL格式两套不同的型号,准备3D打印其中的一套。 整个28mm的Rampage哥特式风景建筑系统是模块化的,这意味着它可以放在一起,并按照用户认为合适的分开。它使用OpenLOCK系统,这是世界上使用最广泛的开源风景建筑系统。OpenLOCK是唯一的模块化系统,允许用户将墙壁连接到楼层,并且始终向后兼容。这意味着像地下城瓷砖,堡垒,太空船和城堡这样不同的结构可以轻松连接大教堂和科幻走廊。Rampage哥特式套装被设计成与所有Rampage Dungeons和Rampage城堡相兼容。 Kickstarter活动截至目前已经有19天了,已经众筹到35,559新西兰元。像往常一样,“打印风景”正在使用“延伸目标”来鼓励投资,并为其支持者提供额外的奖励。活动筹集越多资金,越多的模型将被“解锁”,而且团队将增加这些来扩大Rampage哥特式的范围。到目前为止,额外的3D打印模型已解锁了支撑材料,机器墙,飞行支撑,爆破墙,天真拱门,爆破门,三角,铁桁架,圆顶尖顶和等离子体尖塔。恶魔大教堂的恶魔之窗是下一个“解锁”目标。 哥特式大教堂和哥特式工业集合目前众筹价为65美元,全额部打包价为110美元。支持者将收到一组STL文件3D模型集,然后他们所要做的就是将它们发送到他们的3D打印机来构建这个模型。 (本文转自3D打印网)

2019-02-12 08:05:39

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欧特克Memento:用照片生成3D模型的免费软件

如果您在寻找一款能够将照片转化为3D模型软件的话,不妨尝试一下欧特克公司的Autodesk Memento。这款软件是该公司在今年年初的时候刚刚发布的,可用于Windows和OS X系统。Memento的功能相当完备,可以用一组图像生成3D模型,如果您手上没有具有3D扫描功能的硬件的话,Memento就是一个相当不错的替代方案。该软件主要通过分析图像背景的变化,来确定图像中的所有点在3D空间中的位置,然后据此生成3D模型。 不过这只是一部分,Memento还能够让您在新生成的3D模型上进行分析和编辑。比如您可以使用其中的几个有用工具将无关的部分去除掉,也可以直接编辑网格,突出或平滑指定区域。您也可以简化网格,或使其复杂化以便于进行雕刻。此外,Memento还可以用来修复3D扫描数据。众所周知,3D扫描数据往往会有很多问题,不能直接进行3D打印,比如其中的孔洞等,这都是Memento所擅长的。 据了解,Memento还有一个很棒的功能,即当您调整网格的时候,它能够保留3D模型的颜色纹理,这是所有其它非专业级的3D建模工具软件所不具备的,因为纹理会直接映射到模型的每个方面。还有一些软件工具,比如ZBrush,能够做到,但是您需要付费才能获得这一功能。 (本文转自3D打印网)

2019-02-07 07:03:00

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3D打印:一副能令患者“起死回生”的良药

江西籍15岁女孩随父母在晋江生活,一场车祸导致她颅脑损伤、髋臼骨折。6月1日,在晋江一家医院初步医治后转院至180医院骨科19病区。 因为是粉碎性骨折,传统手术很可能无法正常复位,甚至导致终身残疾。令她家人稍感欣慰的是,由于180医院3D打印技术的“提前干预”,得以让医生在术前就通过这项技术打印出一比一骨折模型,并反复进行手术预演,最终在实施手术中实现精准、迅速完成手术,耗时较以往节省一半,患者出血量、手术损伤也大大减少。 以往,该类骨折手术的实施主要依靠患者的x光片、ct片进行手术分析,完全需要医生凭立体空间想象才能为接下来的手术做好准备。尤瑞金主任介绍说,有了3D打印技术后,只需提前将患者需要手术的部位骨头数据输入电脑,经过软件转换,利用电脑进行骨折复位,通过先进的3D打印机完成骨折和复位好的模型打印。手术中所有的过程都可以在模型中实施,医生在术中就可以做到“胸有成竹”,每位患者都可实施“私人定制”式手术。 用3D技术打印出的该女孩髋臼骨折模型与人体的髋关节一模一样,因为严重的车祸让这个髋臼骨折模型看起来四分五裂。术前医生可通过这个模型实现模拟手术,利用电脑复位后的模型模拟钢板安放,术前将所需要的钢板预弯成合适的弧度,将普通钢板真正变成了“定制钢板”。所有术中问题都可在术前预先设计好,钢板、螺钉的长度术前就做到了心中有数。 6月8日,尤瑞金主任和吕宏升副主任医师为这位女孩进行髋臼骨折手术,因为有提前“做功课”手术非常顺利,患者术后恢复良好。 采用3D打印这项先进技术,给高难度的骨科手术带来三大利处:一是术前能预先打印出骨折和电脑复位的模型,能更为全面地掌握患者骨折情况,准确了解患者骨折程度,为手术做好充分准备;二是对于骨折部位钢板术前可以进行体外设计,术中无需调整钢板就能精准插入钢板置钉进行复位固定,提高了手术的精确度;三是大大缩短手术时间,术中切口小,减少出血量,减少患者痛苦,缩短了术后康复时间。 (本文转自3D虎)

2018-12-11 09:30:54

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全方位3D打印和扫描塑造人脸

说起3D打印对人类的重塑,现在岂止仅限于虚拟的电影画面。哪怕是在现实世界当中,3D扫描技术和3D打印也已经在我们人类的面孔上大有作为了,甚至已经跨越了生死和古今,其目标更是直指未来。这项宏伟的“面子工程”不但确有其用,而且还充斥着浓厚的人情味儿。 看过美国定格动画电影《失常》的朋友可能对片中一张张极度逼真的3D打印面孔有着深刻的印象。正是得益于3D打印的助力,这部动画获得了第72届威尼斯电影节评审团大奖。 恢复古人面容一直是考古领域一个有趣的话题。随着3D扫描与打印技术的成熟,古人的神秘面纱被逐渐揭开,其面孔变得越来越清晰。早在2010年,我国就有了利用3D扫描技术还原古人形象的科学实践。2003年,唐高祖李渊第五代孙女李倕之墓在西安被发现。当时,李倕遗骸的整个下颌部分已缺失。北京师范大学虚拟现实与可视化中心的研究人员利用CT和三维扫描技术,经历近7年时间,对缺损部分进行修补,最终得到完整的头颅,生动再现了这位1200年前唐朝公主的面容。 同样的成功案例也发生在意大利。上个月,意大利科学家利用摄影测量3D扫描技术,复原了一名在公元79年维苏威火山喷发中罹难的男子的面容。很快,3D打印也参与到恢复古人面孔的工作中来。本月初,秘鲁研究人员利用3D打印技术恢复了一位在1700年前死亡的秘鲁古老女性领袖LadyCao的容颜。在3D打印项目上工作的科学家能够在分析LadyCao的头骨结构后重建其面部特征,这个过程历经了整整10个月。 对于今之死者,3D打印的功劳主要在于面部修复。由于创伤或某些疾病而离世的人,面部往往有残缺或畸形。在告别遗体之前修复死者面孔,既是对死者的尊重,也是对亲属的安慰。2016年1月,北京八宝山殡仪馆成立了3D打印遗体修复工作室,逝者家属只需提供一张逝者正面照,即可用3D打印技术直接还原逝者生前的模样。较之于之前的手工修复技术,3D打印把相似度提升了****以上,还提高了效率。 面部有残缺或畸形的生者自然也可获得3D扫描和打印的帮助,不过,3D扫描不仅能为人们补缺,还可助人变美:它能让整容者事先看到自己术后的面部形象,缓解其忧虑,并降低心理落差。2016年,土耳其伊斯坦布尔****SAR整形外科医院创始人YakupAvsar利用手持式3D扫描仪获得患者脸部的高精度图像,将扫描数据转换成3D模型后,再使用设计软件进行编辑调整,模拟手术效果。最终通过3D打印机制作出全尺寸的脸部彩色模型,患者便可在手术前看到术后效果。 除了复原已逝的,改善现存的,3D扫描和打印还能预测未来的。许多准父母都盼望提前了解未出生孩子的长相,一些商家从中看到了商机。2014年,美国加利福尼亚州一家名为“3D宝宝”的企业借助超声波扫描来制作3D打印模型,如实刻画宝宝的面部特征、在****内的身体姿势以及肤色。3D打印婴儿模型比彩超等手段更为生动而直观地展现了胎儿的模样,满足了不少准父母的期待。 凭借强大的图像采集和模型建构能力,3D扫描与打印同时造福了考古、医疗、美容、殡葬等多个领域,更多样化的应用还在进一步开发拓展之中。 (来自3D虎)

2018-11-12 10:43:52

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医疗3D打印模型让训练医生和服务患者实现双向发展

自打3D打印渗透进人类的医疗行业之后,一开始只是主要用于快速制造医疗模型,可以极大方便医生向患者说明病情,从而最终达到加强医患间沟通的目的。时至今日,现在的3D打印医疗模型已经在原有的基础上分化出了专供医生训练使用的可操作的方正类型,呈现出了一种双向发展的趋势。 △训练医生与服务患者3D打印医疗模型双向发展 服务患者,让病人了解自我 早在2017年3月,威海市中心医院就已经顺利完成了我国首例AR技术与3D技术相结合的骨科手术。其中,3D打印技术便是发挥了它快速制造医疗模型的特长来服务患者。 大多数的CT、核磁共振影像的检查结果看起来都是黑白光影,由于非专业人士无法辨识,因此患者和家属对此难免忐忑。然而在这场手术之前,院方通过计算机模拟合成三维立体影像,根据这个立体影像,用特质材料打印出形状完全相同且内部结构层次分明的患处模型。医生拿着模型给患者讲解,令患者安心很多,医生心里也更加有数。医患交流变得形象化,医患之间的理解得到提高。手术之所以成功,与3D打印医疗模型在术前为患者“平心静气”不无关系。 训练医生,让新手提升自我 除了以上的传统用途,3D打印医疗模型最近这几年又衍生出专供医生训练使用的可操作的仿真类型。 来自日本科研人员发明了一款名为Mikoto的3D打印机器人,就让医疗模拟有了崭新的明天。Mikoto栩栩如生,乍一看就宛如一个真正的男孩。更重要的是,它的内部从解剖学来说也是准确的——其舌头、食道、风管都是基于患者的实际器官。Mikoto主要用于训练年轻医生、医学生和紧急护理人员,向学员提供实时反馈。虽然Mikoto只是针对气管内插管、胃肠内窥镜检查和痰吸三个步骤设计的,不能进行所有类型的模拟,但仍不失为医疗仿真设备的一大进步。 香港理工大学新近成立的3D打印技术中心实验室所研发的亚洲首个导管主动脉瓣植入术(T****I)模拟培训模型则代表了另一种类型。不同于日本的Mikoto完全模仿真人的外形,T****I模拟系统只是以聚胺酯制作一比一的动脉,并添加十分逼真的血流情况。也就是说,T****I模拟系统只是针对需要进行手术的部分制造可操作模型。但与Mikoto相同的是,T****I模拟系统也是用于协助培训医护人员的手术技巧,有助于年轻医生在复杂手术前反覆练习,商讨如何优化技术。 3D打印机器人Mikoto和3D打印T****I模拟系统都改变了以往老医生实施手术、年轻医生观看学习的单调的“师徒制”,直接让新手放手实践,更切实地掌握手术技巧,提升实战能力。 随着3D打印技术与医疗行业的结合不断深入,3D打印医疗模型将在加强医患沟通、训练医生手术技巧等方面发挥更大的作用。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-02 09:21:28

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为测试CMT手术有效性而3D打印脚跟模型

一些来自Cedars-Sinai医院的研究员在使用了一批3D打印模型之后,证明了目前的治疗Charcot-Marie-Tooth脚后跟畸形的手术还有需要改进的地方,这份研究已经于美国的骨科外科医师协会年会上提出。 Charcot-Marie-Tooth疾病是一种遗传性神经肌肉状况,导致手脚长久的神经死亡。迄今为止,这种疾病无法治愈,全世界有280万人,每2500人中约有1人。尽管没有治愈这种疾病的方法,但是已经建立了一些治疗CMT的技术,通过来自Cedars-Sinai医院的研究变得更清楚,且仍有很大的改进空间。 为了调查,Cedars-Sinai的研究人员主要侧重于足部骨骼,后者可能会患有CMT病患者的变形和扭曲。研究人员想发现目前的治疗方法是否适合常常衰弱的情况。 作为研究的一部分,该团队对CMT患者的脚后跟进行CAT扫描,并打印了18张相同的副本。通过3D打印,该团队能够比较和对比用于治疗CMT疾病的三种最常见的矫正方法:Dwyer、倾斜和Z截骨术。最后,测试表明,没有一种现有的校正脚跟的技术是足够的。 虽然这可能听起来很让人失望,但Cedars-Sinai的调查员希望他们的发现将导致开发新的和更有效的治疗神经肌肉疾病。“最终,我们的研究结果提供了更好的技术以帮助Charcot-Marie-Tooth疾病患者获得更好的生活质量,”该医院脚踝外科计划主任、研究主任作者Glenn B. Pfeffer评论道。 如前所述,3D打印研究在美国矫形外科学会年会上提出,被选为六项“改造”计划之一(超过900项医学研究)。对最近几年最有可能影响或改进实践的项目的认可。 3D打印将再次用于分析和比较其他处理和程序。Pfeffer解释说:“这是3D打印在骨科研究中的首次使用,我们非常感谢CMTA支持使用这种新技术来帮助改善患者护理。” (来自OFweek3D打印网)

2018-11-01 10:29:45

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超声引导3D打印心脏模型辅助技术于我国天津研究完成

位于我国天津市胸科医院成功完成对一种经过对超声引导3D打印心脏模型的辅助使用的研究,即特殊肥厚型梗阻性心肌病的肥厚心肌切除手术的新技术。当前已经有5例手术患者在手术过后的复查中效果良好,并没有任何手术并发症出现。而以这种方法进行检查和治疗的手段其综合应用在我国境内还属于第一次。 按照天津市胸科医院心外三病区王联群主任介绍,肥厚型心肌病是一种遗传性心肌病,人群患病率是200/10万,肥厚型梗阻性心肌病是其危害最大的一种类型,能造成猝死。手术切除位于左室流出道的肥厚心肌,是最有效的治疗方法。左心室是人体最主要的功能心室,其内部空间狭小,具有多种重要结构并紧密相连,手术要求精度高。手术中容易造成临近重要组织的损伤,导致手术失败。王联群主任联合超声科等多学科团队,在术前为患者进行超声检查,然后经过专业3D建模软件的处理,最终通过3D打印机打印出患者3D心脏模型,实现了疾病的个性化定制,患者的3D心脏模型被分成两个部分,以便于观察心脏内部的异常结构。通过对3D心脏模型的观察,术前可以精确制定手术方案,减少手术并发症。 将3D打印与超声二者结合起来,使用三维超声心动图的原始数据,制作肥厚型心肌病的三维打印心脏模型进行心血管外科术前评估,可以为临床提供更多、更准确的信息。 (来自中国3D打印网)

2018-10-29 10:12:31

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为挽救婴儿生命用上3D打印心脏模型

一位来自美国洛杉矶儿童医院的心脏病专家运用3D打印的心脏模型成功让婴儿脱离了死神的笼罩。 当18个月大的Nate Yamane由于心脏肺动脉变窄开始危及生命时,儿科心脏病专家Frank Ing意识到他需要一个支架,一个用于治疗狭窄或弱动脉的小网状管。 尽管目前支架已经变得比较常见了,可是Nate的病例提出了一个独特的挑战:婴儿的小肺动脉已经缩小到只有9毫米,需要一个用于小空间的定制的设备。完美的测量是至关重要的。 使用Nate的心脏CT扫描数据,医院团队能够创建阻塞区域的3D打印模型。Ing博士可以制作一个特殊的小型支架,以适应从狭窄动脉的3D模型。最后的结果就是Nate的氧水平隔夜得到了改善。 “3D模型是非常有帮助的,因为它让我相信将要工作的‘支架的尺寸’,”Ing博士说。 Nate出生于2015年6月,并伴随罕见的四叶草法洛普(TOF)与肺闭锁,婴儿几乎立即出生后就呼吸困难。他的肺动脉被阻塞,阻止血液从心脏流向肺。 尽管危机是在Nate从南湾医院赶到洛杉矶儿童医院后避免的,但是并发症持续存在。 医生说,Nate的TOF病例特别严重,这是由于他的肺动脉在母亲****内没有正确形成。通常,人体通过生长使血液围绕问题区域和肺重定向的侧支动脉来对这种类型的阻塞做出响应。 “想象血液在动脉中流动,像高速公路上的汽车,它被阻止。所以,必须找到一条替代路线到达目的地;血液是一样的,在这种情况下,通过侧面血管找到到达肺部的方式,”洛杉矶儿童医院的心脏病学部主任和心脏研究所的联合主任Ing博士解释道。 虽然治疗这些类型的阻塞已经得到了发展,但这些血管需要在出生后快速重建,以防止心力衰竭。“我们使用身体给我们的任何东西,”Ing博士解释说。这里的标准外科手术称为非聚焦,其中外科医生通过将它们缝合在一起来修复血管。 Nate在出生后的一个月就已经进行了这些开放心脏手术和导管插入程序。然而,2015年12月,医生发现Nate的肺动脉在右侧和左侧分支中变窄。 从右侧开始,Ing的团队能够使用气球打开堵塞。然而,对于左侧,他们需要支架。由于Nate的左肺动脉狭窄至仅为15mm,Ing博士采取了特殊措施,他小心地切开医院最小的现有支架,并使用他的团队开发的特殊技术将其折回自身,并有效地定制功能性定制支架。 虽然Nate的血流几乎立即得到改善,他的血压下降到更健康的水平,但他仍然没有恢复。在接下来的几个月里,Nate继续增强体重,因为他需要足够的力量和体重。医生甚至可以考虑执行另一个程序。Nate接受物理治疗,他的家人尽一切可能帮助他增加体重。 到2017年1月,Nate终于准备好了下一个心脏手术。1月19日,Ing博士插入了第二个甚至更小的支架,他塑造了Nate右肺动脉的3D打印模型。开放心脏手术在洛杉矶儿童医院导尿实验室进行,大量的国际心脏病学家通过实况视频观看。Ing博士和他的团队成功地开放了Nate的右肺动脉。婴儿的氧气水平几乎立即改善,相比以前,这种情况几乎没有治愈的希望。 到目前为止,Nate的状况保持稳定。医生说他在未来几个月和几年还需要额外的手术,但他已经越来越大。他的体重目前高达21.5磅,他的饮食也非常好。 (来自OFweek3D打印网)

2018-10-24 14:34:08

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能提升手术效率的3D打印模型技术

位于我国河南省郑州市的郑州大学附属郑州中心医院骨科一病区采用了3D打印模型技术,这样一来不但能非常直观的看到患者骨折的移位情况,而且还顺便减少了一个手术缺口,从而实现了微创,大大缩短手术所需的时间。 郑州大学附属郑州中心医院骨科一病区收治了一名多发伤患者,患者胸部、腹部、骨盆均有损伤,尤其是左侧的骨盆和髋臼骨折后移位很明显。 经过会诊发现,患者需要先稳定胸腹部联合伤后再进行骨盆髋臼前后路联合的切开复位内固定手术。 负责医院3D打印技术的王鹏医生注意到了这个病例,用两天的时间利用64排CT的数据为这位患者做了伤侧骨盆髋臼的3D打印模型。通过这个3D打印的患处模型,能非常直观看出患者骨折的移位情况。 拿到模型后,院长、骨科专家连鸿凯与骨科一病区的医生再次进行会诊。有了这个1:1的患处模型,朱智主任决定,先在这个模型上进行手术的预演,通过手术预演对术中准备用的钢板进行了预弯,并对即将用的螺钉的长度和方向进行精确的计算,以便手术时精准的固定。经过预演大家一致认为,通过单一切口,就可能实现这个复杂骨折的复位和固定。 手术如期进行,按照术前的设计,采用了单一的切口,进行了精准的复位,使用术前已经模拟好的钢板和螺钉,分毫不差。手术用时一个半小时,既减少了一个手术切口,实现了微创技术,也明显的缩短了手术的时间。 (来自OFweek3D打印网)

2018-10-18 11:06:34

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借助3D打印模型阿联酋医生成功摘除患者的肾脏肿瘤

如今已经可以看到有越来越多3D打印技术在医疗领域大展身手的实例了。之前在中东地区就出现了第一次将3D打印技术应用于医疗领域的例子。一位42岁的女性在阿联酋医生以及3D打印技术的共同帮助努力下,成功摘除了她肾脏上的癌细胞。 这名患者是一名居住在阿联酋的42岁巴勒斯坦妇女。她一开始感受到自己的腹部出现了严重疼痛的情况,在医院接受了观察之后,医生发现引起她腹部疼痛和不适的是肾脏上的肿瘤。为了对其进行更好的治疗,医生将她转送到了迪拜卫生局(DHA)经营的迪拜医院。 之后,相关的医疗人员确定了她的肿瘤大小和位置(大约4cm长,位于肾动脉旁)。医生对于直接摘除肾脏还是取出肿瘤这两个医疗方案进行了讨论,最终决定帮这位妇女把肾脏保住。在接下来的时间里,3D打印技术帮助医疗人员制定了病人特定的肾脏模型,不仅使医生成功帮这名妇女取出了肿瘤,还将手术时间缩短了一小时。 3D打印肾脏模型是基于患者的CT扫描和超声波数据创建的,并且是彩色和透明的塑料打印而成的。这样一来,将帮助医生更好地判断肿瘤的位置。目前这项技术并未整合到阿联酋医院中,而是直接从美国订购的。 在接收到3D打印肾脏模型时,Yaser Al Saeedi博士及其团队开始对手术过程进行规划,以使实际程序更轻松,也尽可能地实现微创。因此,到了实际手术时,一切都非常顺利。“使用了3D打印模型之后,我们更了解肿瘤所在的位置,以及如何切除它。在实际手术过程中,我们只花了三个小时,比预计的少了一个小时,并且去除肿瘤这一步仅花了28分钟”。 目前,DHA正在为迪拜的患者和医疗部门制定3D打印法规,并寻找专业的医生和保健专业人员来实施3D打印技术。而更值得一提的是,DHA总监Humaid Al Qutami表示,他们将在未来把3D打印技术应用到更多的手术和医疗中。 (来自OFweek3D打印网)

2018-10-17 10:28:23

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3D打印模型助力治疗骨折

伴随着3D打印技术的不断发展,时至今日3D打印的解剖模型已经逐渐出现在世界各地的医院当中了,现在已经有越来越多的外科医生用3D打印模型来准备非比寻常以及高难度的手术。之前已经看到了用3D打印心脏模型挽救了出生刚5天身患先天性心脏缺陷来自俄罗斯的婴儿生命。尽管这些类型的项目一般都是一次性的,罕见的,但是很多医院也已经开始系统化的使用3D打印技术来制作医疗模型。来自荷兰蒂尔堡的Elisabeth-TweeSteden医院也在使用3D打印机打印所需的医疗模型。 具体来说,这种新的3D打印系统的重点将放在骨折方面,其旨在帮助蒂尔堡创伤外科医师准备特别复杂骨折手术。该倡议是由外科医生Mike Bemelman提出的,其已经在许多身体部位–包括骨盆、臀部、膝盖甚至一个真人大小的肋骨进行了测试。所有型号都是基于患者的CT扫描。现在,据医生估计,3D打印机将保持24小时不间断运行。在制作骨盆模型时,需要16个小时才能最终完成。 但Bemelman解释说,其增加的价值是无限的。“对于一个外科医生来说,这些三维模型对我的帮助是非常大的,因为我可以看到确切的骨折部位,以及快速制作出手术方案。即使在屏幕上往往被忽视的非常小的骨折,也会变得非常明显,“他说。但是在此之前,数字程序需要外科医生通过CT扫描拍摄的镜头,以获得一个完整的图像的骨折。 所有收集的数据随后被用来建立一个非常精确的和快速的手术计划。“我可以在3D打印模型上标注出数字,清楚地显示了在手术过程中需要采取的步骤的顺序,”他说。“更甚的是,使用模型,我们可以在手术前将弯曲金属板上的螺钉的大小及位置切开,这减少了手术时间。” 而患者将从这一新技术中获得益处,但外科医生仍在进行测试,试图揭开医疗3D打印技术的全部潜力,博士研究员Lars Brouwers将利用3D打印技术对NAZB进行新的研究。他将给创伤外科医生提交各种案例,包括使用CT扫描数据打印患者患病部分的3D打印模型。 Brouwers透露,他们预计,3D打印模型将为骨折的分类和治疗带去更快和更有效的方式。“我们也相信,这些3D打印模型可以帮助那些经验不丰富的年轻外科医生适应特别复杂的手术。“研究人员补充说。 (来自OFweek3D打印网)

2018-10-12 14:28:46

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3D打印为预防子宫内胎儿脊柱裂手术的模型

一支来自美国科罗拉多胎儿护理中心的医疗团队在凭借3D打印技术的帮助下于孕妇体内成功完成了一例预防婴儿脊柱裂的****内手术。 脊柱裂作为一种常见的先天畸形,是由于胚胎发育过程中椎管闭合不全引起的,因此脊柱裂将会导致宝宝行动能力受到严重影响、脑积水、终身大小便失禁、脑畸形和智力障碍等,后果十分严重。目前在****内进行手术被公认为是这种疾病最佳的预防性措施。但是这中手术的风险大,且手术时间越长母子面临的危险就越大。如果医生在实施手术的过程中才能确认胎儿脊柱开口的尺寸,进而确认需要缝合的尺寸,则会延长手术时间,导致手术风险增大。 而科罗拉多胎儿护理中心团队借助3D成像和3D打印技术缩短了宝贵的手术时间,最大程度的降低了手术风险。 在手术之前医生们通过3D成像和3D打印,制作出胎儿手术需要接受手术部位的实体模型,并确定脊柱裂口的大小,从而规划处手术中需要打补丁的尺寸。并根据定制的模型确定裂口的大小,从而设计出补丁的尺寸。 3D打印在医疗中的应用越来越普遍,其中在外科手术前进行手术预规划的3D打印模型,和进行精准手术所需要的手术导板已经成为许多复杂手术必备的医疗器械。有了这些3D打印工具,医生在手术前就可以对患处了若指掌,大大提升手术的成功率。 (来自3D科学谷)

2018-10-11 09:46:34

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3D打印帮助20个月的宝宝完成心脏手术的心脏模型

为了能够全面了解病人的病情,医生通常都会借助3D打印心脏模型来进行手术的预规划。位于美国的密苏里州,只有20个月大的宝宝Liam患有心脏病,他在3D模型的帮助下,成功接受了心脏手术。 在接受心脏手术的前一天,Liam在父母的陪伴下等候华盛顿大学心脏病专家Peter Manning 医生和他的手术团队分析自己的心脏模型。他的心脏模型是由3D打印技术制作的。Liam的父亲表示,3D打印的心脏模型可以帮助他更好的理解儿子即将进行的手术。 对于Manning医生来说这些3D打印模型已成为医疗工作中常用的工具。这些模型让患者和家属能够更好的掌握病情和治疗过程的细节,并可以为医生提供实践机会以及做好手术前的准备。创建这样一个3D打印的心脏模型是基于核磁共振影像和一台3D打印机,该模型一比一的复制出患儿的心脏及引起他出现呼吸和吞咽困难的血管。Shafkat Anwar医生是这次手术的成员之一,他是用3D打印机来制作这个心脏模型的。 Manning医生解释了心脏模型将对手术产生的影响:“模型有助于我们更清楚的了解为什么患儿会出现呼吸问题。从模型中可以看到,患儿有一个区域看起来像气管狭窄。我们知道食道恰好穿过这个区域,这就是为什么他每次吞咽实物都可能会卡住。” “3D打印模型和成像为我们呈现了非常准确的图像,让我们可以在更短的时间内完成手术,并保持最小的创伤。手术过程如预期的一样顺利。我想,在几个星期之后,Liam的吞咽功能会得到明显好转。” (来自3D科学谷)

2018-10-10 10:21:57

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3D打印解析胎儿大脑发育过程

作为人体最高司令部的大脑,想必大家早已通过各种渠道知晓了大脑表面一层层褶皱的外貌。 科学家认为褶皱形式使得大表面积的大脑皮层能容纳进我们的头盖骨里——这样就减少了神经布线长度还能改善认知功能——但是大脑如何最终形成了这样的复杂形状? 美国哈佛大学的研究员用3D打印造出一个层状的大脑模型。这个模型模拟了实际中大脑皮层的褶皱方式。借此,研究员们离大脑皮层复杂形状的形成过程的****近了一步。 人类大脑褶皱的形成开始于怀孕20周时,之后这个过程会持续到小孩差不多18个月大的时候。 褶皱随着大脑的生长而产生,同时,神经元细胞数量、大小、形状、位置都促成皮层的扩张——皮层也叫灰质——相对于其下方的白质而言。 为了用人造的大脑来模拟折叠的过程,科学家们获取了人类胎儿的MRI(核磁共振成像)图像。拥有数据后,他们3D打印出一个胶质的光滑没有褶皱的胎儿大脑模型(代表实际中褶皱产生前的大脑)。 然后在模型表面涂上一层薄薄的弹性胶体(代表人造大脑皮层)。为了复制皮层扩张的自然过程,胶质大脑被浸泡在一种溶剂中,这样就能使大脑的外层膨胀。 只需要几分钟——这里的见到的GIF图是加速了的——人造大脑的外层就模拟出了实际中的大脑褶皱的形成。 参与这项实验的某个研究员说:“我们发现,一条非常简单的物理法则就能模拟出皮层褶皱现象,而且从定性的角度来看,模拟出的结果跟我们对实际的胎儿大脑的观察相似。伴随着迭代和变异的简单渐进式变化,使得扩张的薄皮层塞进了一个小体积的容器内,并且它是大脑褶皱(也就是我们所知的脑回)形成的主导因素。” 按照研究员的说法,皮层扩张导致的褶皱的形状和位置对健康来说非常关键,因为大脑的形态跟它的功能相关。 参与实验的一个研究员钟俊阳说:“大脑的几何结构真的非常重要,因为它帮助确定褶皱的形成方向。每个人的大脑并不完全一样,但我们都得拥有相同的主要褶皱来做一个健康的人。” 这些在Nature Physics(自然物理学)上被报道的发现能帮助科学家更好地理解大脑的表面形状跟大脑的内部工作方式的关系。 钟俊阳说:“我们的研究表明如果大脑的一部分生长不合理,或者整体的几何结构被打乱了,那么主要的褶皱可能就不会待在正确的位置,这样就会导致潜在的机能障碍。” (来自OFweek3D打印网)

2018-10-05 07:00:34

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医患沟通的桥梁由3D打印脑部模型架起

在当今医学领域中,所有手术中最为复杂的要属脑部手术了。这是因为脑部连接了全身太多的神经组织,稍不留神就有影响其他生理功能的可能,可以说是牵一发而动全身。然而由于3D打印技术的出现可以快速提供一个3D模型,比起以往的2D医学扫描影像来对更加直观明了,因此也成为了辅助进行脑部手术的重要工具。 实际上,3D打印模型不仅能使医生更好的设计手术,同时也能让患者更容易明白其自身的状况。常规的MRI和CT扫描只能提供2D影像,医生很难通过该图像给患者清楚解释病情。所以荷兰Radboud大学医疗中心一直致力于研究用以代替2D医疗影像的3D打印模型。 David Grim是Radboud医院重塑和创新中心的项目领导者,他建议使用Ultimaker 2 Extended 3D打印机,因为其用户友好型的设计和实惠的价格使任何医生都能快速学习。据医生介绍,3D打印脑部模型最重要的作用是辅助脑部肿瘤手术。 而3D打印的脑部模型是按照真实脑部的尺寸按比例缩放的,且不同的部位采用的是不同的颜色,这样更方便医生给患者解释病情,同时也能更好地设计手术。 3D打印的模型不仅能提高手术的成功率,还能使医患沟通更加容易和直接,相信不管是对医生还是患者来说,这都是一个有益无害的东西。 (来自OFweek3D打印网)

2018-09-28 09:15:01

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为切除颅底肿瘤而存在的模型费用约3000至5000元

对于神经外科医生而言,颅底肿瘤(包括鞍区肿瘤、岩斜区肿瘤等)一直以来都是“手术高风险区”。不过包括3D打印在内的新兴技术不但正在让原本颅底肿瘤切除手术的风险不断降低,而且还在帮助医生来提高手术的精准性和成功率。 神经内镜助力颅底手术 在中国医师协会神经内镜微侵袭颅底外科学术大会上,知晓了颅底肿瘤之所以难做,原因在于这类肿瘤具有生长部位深、且有可能与脑干、颈内动脉及脑神经密切相关或相连等特点。有专家指出,即使外科技术发展,使得颅底肿瘤手术致残率和死亡率显著下降,但对于神经外科医生来说,颅底肿瘤的手术难度依然不低。 不过,在神经内镜的帮助下,有限暴露让微创成为了可能,而完整切除则在提高手术的有效率。据中山三院神经外科主任郭英教授介绍,神经内镜本身具有的一些特性,令其在脑室狭小的空间内有了足够的发挥余地。 另外,据首都医科大学附属北京天坛医院教授张亚卓透露,随着新技术的应用,一些医院的颅底脊索瘤5年 存 活 率 已 经 提 升 至65%。而公开资料显示,颅底脊索瘤国内外早期报道中的生存率普遍偏低,年生存率一度曾维持在30%~40%。 3D打印“悄然染指”颅底肿瘤领域 除了神经内镜,3D打印技术近期“悄然染指”颅底肿瘤领域。目前3D打印已可辅助颅底肿瘤切除,通过直观化的3D打印模型,医生可以提高手术的准确率,并相应降低手术的风险。 ****广州总医院神经医学专科医院院长王国良教授接受南都记者采访时表示,3D打印技术首先基于患者CT或核磁共振图像数据基础,通过图像融合和重建技术,形成三维图像(包括肿瘤位置结构、肿瘤附近血管及神经、颅骨形状等),再利用3D打印机将前述图像实体化。 “3D打印模型,颅骨、肿瘤、血管等可用不同颜色的材质进行打印,其相比传统的仅仅依靠影像学图像来判断肿瘤与重要血管、脑干、颅骨等结构的相互关系具有较大的优势。” 通过3D打印模型,医生可更直观地看到颅底肿瘤的大小及具体形态,以及它与血管、脑干等组织之间的相互关系,可在术前了解如何避开重要的神经或血管,选择更佳的手术入路和方法进行手术,并可通过该模型做手术的风险训练,同时也可通过模型,更直观地与患者及家属进行术前沟通。 王国良透露,目前****广州总医院神经外科在几年前已经开展了3D打印辅助颅底肿瘤切除手术,并且已让多名患者获益,其中有相当部分是难度颇高的颅底切除手术。 早在2014年1月湖南中南大学湘雅医院就完成全球首例“3D打印辅助颅底肿瘤切除”手术;2017年4月广东惠州市第三人民医院也利用该技术辅助完成3例颅底肿瘤切除;在广州方面,除****广州总医院外,南方医院、中山医院、中大肿瘤医院等神经外科也开展或研究相关技术中,而就费用方面,按照不同材质分类,一次3D打印颅底肿瘤费用约3000元至5000元不等。 (来自3D打印世界)

2018-09-25 09:39:55

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解剖学“教具”由3D打印模型胜任

让3D打印技术进驻解剖学,这已经算不上什么新鲜事了。在一份名为Medical Science Educator的医学杂志上的一篇文章中指明,3D打印有着可以改变当前解剖学教学模式的而且能彻底替代现在医用解剖尸体的希望。3D打印而成的模型会成为更具经济和符合道德的解剖学“教具”。 在这篇文章中指出:在过去二十年里,这项技术发展的十分迅速。3D打印的器官模型甚至能更高效、更准确地帮助学生学习解剖学知识。 美国克利夫兰医学中心的主研究员Ryan Klatte说:“研究中心和凯斯西储大学的研究人员对3D打印的解剖学教学应用,十分感兴趣。” 长久以来,解剖学教学时,使用的都是人类尸体。但使用人类尸体不仅存在运输和成本问题,有时还会因为储存方法不当,使得器官变形,影响教学效果。然而3D打印的模型则不存在此类问题。只要建立准确的3D模型,在使用树脂或塑料等材质打印出来,几个小时内就能制出细节十足的器官模型。 Klatte补充说:“由于3D打印是通过逐层构建的方法制造模型,因此可以在制造过程中加入不同的材质和颜色,使得最终完成的模型的质地和颜色,都与真实器官十分接近。” 除了用于解剖学教学之外,3D打印模型还能用于病理学和放射学教学。通过对比器官模型和CT图像,能让学生更好地了解病变器官与CT图像之间的关系。随着3D打印机价格的下降、打印精度的提高,3D打印在医学教学中的应用变得越来越广泛。 Klatte总结说:“任何新兴技术,都会逐渐变得更好、更快、更经济。我们认为3D打印技术也将如此。3D打印的模型器官,价格最终会比尸体中的真实器官低。甚至在今后的教学中,教师可以为每位学生打印一个模型器官。3D打印的模型在未来很有可能会全面取代医用尸体。”

2018-09-21 08:32:33

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3D打印个人定制针对骨骼的治疗

当疾病出现在骨骼上的时候就需要通过手术来解决了。在科技高速发展的今天已经可以做到先通过3D打印找出病灶所在,之后在完成分析之后再实施手术。位于我国黑龙江省哈尔滨市的哈尔滨医科大学附属第一医院已经成立了能实现个人定制打印骨骼假体骨科3D打印中心,这样一来就让关节更换和骨疾治疗进入个性化定制、独有的新时代。 中心负责人、哈医大一院骨外科主任毕郑钢教授介绍这一应用时说,术前通过CT断层扫描,测量骨头外部轮廓、内部结构尺寸,在计算机上形成虚拟的立体图像,使用3D技术将其打印出来,这样不仅“看得见”病灶处,而且“摸得着”。 毕郑钢说,术前进行3D模型打印,可在实物模型上模拟手术操作,及时发现预计手术方案不足并调整,选择较优进钉点,变“大开刀”为“小切口”,减少术中损伤,提高治疗精准度。直观展现,也有利于术前和病人及家属沟通治疗方案。 当前,国内外每年要实行几百万例人工关节置换术,但各部位的人工关节型号不足十几种,“削足适履”的情况时有发生。而使用3D技术,不仅可以术前打印模型辅助治疗,还可以术后进行“矫形器具”3D个性化定制,以用作填充物,实现“量体裁衣”。 骨科3D打印中心目前已借助3D打印治疗十余例骨科病患,术后表现良好。未来还计划将此技术应用拓展至整形科、口腔科、老年医学等领域。 (来自天工社)

2018-09-13 13:12:02

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特异性血管模型复杂的手术由3D打印完成

来自德国美因茨心胸外科和血管外科的医生已经将目光投向了3D打印技术,希望以此来让现在复杂血管手术有所推进和改进手术的规划过程。医生们正在致力于使用3D打印技术来生产已经设计完成患者所需血管植入物的3D打印模型。 3D打印患者特异性血管模型帮助医生进行复杂的手术3D打印已经在医疗领域占据了一席之地,全球的医生,外科医生,研究人员和医疗器械制造商都看到了推动医疗技术发展的潜力。另一方面,3D生物打印技术正在探索植入式组织和器官的发展,商业上可用的3D打印技术正在医疗中心用于生产手术指南和训练模型。 在德国美因茨大学(German University of Mainz),心胸血管外科已经开始使用3D打印技术来制造特定患者的三维模型,使他们能够设计出完美的植入物并进行复杂的手术。据手术团队介绍,3D打印不仅改进了植入物的设计流程,而且还显着降低了成本。在线下,特定患者的3D打印模型也节省了时间,因为外科医生在手术期间装备较好,并且可以更有效地完成该过程。 大学医院以其先进的心胸血管外科而闻名,治疗心,胸,血管相关疾病。随着3D打印技术在医疗技术中的应用,外科医生相信他们有机会进一步提高病人护理水平,特别是在涉及到更复杂的病例时。 “平均而言,每个与血管相关的病例可以进行1000-2000张CT扫描,外科医生可以用它来分析和诊断疾病。如果问题复杂的话,这可能是不明确和耗时的,“该部门负责人Bernhard Dorweiler博士解释说。借助3D打印模型,我们可以快速了解患者个体的解剖结构,并最好地确定成功治疗所需的治疗类型。” Dorweiler教授补充说,随着患者特定的3D打印模型,外科医生有可能缩短手术时间5至45分钟,主要是因为植入物已经适合病人,外科医生熟悉病人的相关解剖学。他说:“研究仍在进行中,但如果平均手术时间为2-4小时,则可节省高达40%的时间。 “当你每天处理复杂的血管病例时,节省的时间可能是生与死之间的差异。 在最近的一个案例中,由于其复杂性和高手术风险,医生和他的团队接受了一个由于在德国和其他地方的多家医院转而离开的案例。一名53岁的妇女因颈部附近的主动脉畸形引起“脖子凸出血管”。 当病人的CT扫描没有给手术团队提供足够的信息或清晰的操作时,他们决定3D打印患者解剖模型。Dorweiler博士说:“那是第一次清楚问题的根源和严重程度。 “我们不仅使用该模型向患者解释了我们的发现,以增加她对于计划的三步手术的依从性,而且我们甚至在手术过程中将其作为参照的三个手术中的每一个,这对于成功的结果“。 目前,Maiz医院正在使用Stratasys Eden260VS 3D打印机来制造其手术模型,并发现使用透明材料对于血管应用来说是最有效的。在医院BiomaTicS研究中心建立的3D打印机也被用于为血管外科医生制作训练模型。 正如Dorweiler教授所补充说的那样:“凭借透明透明材料3D打印患者特定主动脉模型的能力,学员可以通过血管的精确复制来练习血管内的手术,并学习困难的技能。对于医疗保健来说,我们必须继续利用3D打印的能力进行医疗培训、教育和研究,以实现未来的突破。“ (来自3D虎)

2018-09-12 14:20:07

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能接受3D打印的器官植入身体吗?

躺在成都大学附属医院病床上的张凤兰(化名),现在已经可以轻轻活动自己的膝关节了。“之前做的手术,医生说再过几天就能下床活动了。”张凤兰语气轻松地说,手术实际上并没有自己想象的那么“恐怖”。在手术之前的6年里,左腿膝盖上的骨肉瘤越长越大,甚至到了走路的时候都已经有些颠簸。 这是一个很特别的手术,在成都各大医院开了先河——首次将3D打印技术的术前计划运用于骨肉瘤保肢手术实践中。 由于张凤兰的骨肉瘤体积大,截骨量大,需要定制关节假体。对于从医30多年的主治大夫李开南来说,这样的手术以往也做过,但考虑到病人手术的难度和病人对手术的恐惧,他们决定通过运用3D打印技术,将病人的肿瘤模型打印出来,以便和患者沟通,以及精准制定手术方案。 医生将患者术前的影像学检查结果输入电脑,根据CT采集的数字信号,按照1:1的比例打印出3D模型,再应用数字医学影像和3D模型数据制作出完全尺寸的肿瘤模型。根据1:1打印出来的3D模型,医疗组进行了全方位研究,制定术前方案,并把模型拿给患者看。 “在看到模型后,患者自己也觉得手术得赶紧做,不能再拖了。”李开南说,相比以往通过X光片和CT片等与病人沟通、制定手术方案等,3D模型使患者对自己的病情有了更直观的了解,医生的术前计划也更加精准。 手术方案制定精准,张凤兰的手术在2个小时内就顺利完成,并成功植入了假体。值得一提的是,植入她身体的假体也运用了3D打印技术,医疗组根据手术要求打印出3D模型,厂家再按照3D模型制作出完全符合该患者关节局部的假体。“以前的假体都是批量生产,有几个固定的型号,但不一定符合每个病人的需要,而根据3D打印出来的模型来进行假体制作,完全符合病人的实际情况。”参与手术的医生胡正霞说,3D技术可以根据每位患者定制出个性化假体,实现了假体的私人定制。 未来预判 李开南:3D打印技术在医学领域有着广泛的应用空间。就膝关节置换手术而言,未来10-15年的发展趋势是,运用3D打印技术进行疾病模型打印,通过3D打印的模型进行适应不同患者的个性化定制假体。 (来自OFweek3D打印网)

2018-09-10 10:00:51

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3D打印动脉“套袖”针对心脏主动脉破裂

一位名叫Tal Golesworthy的攻城狮在被诊断出Ma****n syndrome(马凡氏症候群,一种遗传性结缔组织疾病)之后,却拒绝接受侵入性具有危险预防性治疗的手术。反而他雇佣了两位医生来给他打印心脏样本,通过3D打印制作了一个较为特殊的矫正装置。 △英国工程师Tal Golesworthy 0多年来,Ma****n syndrome一直伴随着英国工程师Tal Golesworthy,这是影响主动脉并危及生命的疾病。对于大多数健康的人,主动脉扩张使血液流过,再收缩回到其先前的大小;对于Golesworthy,医生警告说,他的主动脉不断扩张直到有一天,破裂。 2000年,医生告诉Golesworthy说,是时候采取预防性治疗的手术了。 医生告诉Golesworthy他的主动脉的扩张部分需要更换为带有金属瓣膜人工移植物。手术后,Golesworthy将不得不服用血液稀释药物,这可能使他面临出血的高危险。面对这个艰巨的命题,Golesworthy简单地拒绝了,然后回家去思考其他解决方案。一个没有医疗经验工程师,坚定地认为一定有更好的解决办法。 令人难以置信的是,Golesworthy真的提出了一个解决方案——只是简单地带入了他的工程经验。他认为他的主动脉应该像一个灌溉花园的软管,而当这个橡胶软管膨胀时,可以通过在外部包裹绝缘胶带,以防止它进一步扩大。同样的逻辑,Golesworthy想知道外科医生能不能简单地包裹他的主动脉,以防止它扩张太多。工程师说服了两个伦敦医生,五年后,团队开发了一个医疗“套袖”,将执行保护收缩受损的主动脉的工作。 △3D打印的Golesworthy心脏样本和医疗用主动脉“套袖” 在得到Golesworthy的内脏CT扫描片之后,医生能够创建他的心脏区域的3D模型,最终创建3D打印的样本。使用这种3D打印模型的Golesworthy的主动脉,医生能够为真正的主动脉创建一个完美的大小合适的医疗级网格“套袖”。在Golesworthy的生活最恐怖的一天,外科医生把袖子套到他的主动脉上,从那时起,病人就可以一直保持健康。 虽然Golesworthy最初提出了3D打印和医疗“套袖”的想法为了挽救自己的生命,但是整个操作的成功促使工程师和一些外科医生决定扩大应用范围。在接下来的几年中,该技术(现在称为PEARS,其代表“个性化的外部主动脉根支持”)已经用于超过70个患者,其中很多案例获得成功。 2011年,英国NICE研究所(UK’s National Institute for Health and Care Excellence)肯定了PEARS技术。 和其他治疗方案相比,PEARS技术有优点和缺点,但Golesworthy令人难以置信的故事和他改变游戏规则的想法表明,具有创造性思维的任何人都可以为困难的问题提出革命性的解决方案。3D打印,已经帮助外科医生创建完美适合Golesworthy和其他Ma****n综合征患者的医疗设备,并且毫无疑问将用于无数的未来医疗创新。 (来自3D打印世界)

2018-09-06 10:37:33

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术前用3D打印模型演练 帮患者尽快脱离病痛

在传统的骨科手术前通常情况下都要依靠患者受到创伤部位的CT影像或是X光作为手术的依据,可不论是CT影像还是X光都存在着局限性,很多时候都需要医生现场发挥其空间想象力。来自我国天津中医一附院骨伤科第一次把国际社会上先进的3D打印技术用在了创伤骨科手术上,运用3D打印模型展开提前的演练,最终在手术时给一位年仅21岁右足多发骨折女患者进行了“私人定制”的手术治疗。而这种有3D打印技术介入的手术在天津中医医院中还属于第一次。 该患者因摔伤导致右足六处骨折及两处关节脱位,为不稳定型骨折,手术难度系数较大。经慎重研究手术方案,医生决定借助先进的3D打印技术,将患者足部受伤部位的CT扫描数据传输到3D打印机,按照1:1的比例用3D技术“打印”了一个一模一样的患者足部受伤模型,医生对患者受伤部位和伤情可以一目了然,从而能更“直观”患者骨骼病变的三维立体结构,除了有助于制定详细的手术预案外,还能利用模型进行术前模拟复位、固定,提前预演整个手术过程,预见复杂手术过程中可能出现的各类难题,术中透视少、精确度高,从而提高了手术的精准率,并大幅缩短了手术时间,更降低了手术风险、减少并发症出现。目前患者恢复良好。 (来自OFweek3D打印网)

2018-09-06 09:49:15

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3D打印模型帮科学家揭开未解之谜

食物不仅可以提供给我们以营养还有生命活动所需要的能量,食物的味道以及散发的气味也可以让我们的心情变得愉悦起来。不过有一个长期以来科学家们都百思不得其解的问题,这个问题就是当人们在享受美味食物的同时,为什么呼吸道没有受到影响。现在由于科学家们通过呼吸道的3D打印模型的深入研究发现,他们或许已经找到了想要的答案。 关于人类摄取食物以及对食物的嗅觉最让科学家迷惑的是,嗅觉和味觉具有不可分割的联系,人们在吃饭的时候部分的嗅觉是由口腔里的食物带到鼻腔的,有的时候食物颗粒也会呛到鼻腔里。但是科学家们想知道的是,这一运动是如何发生的,而且为什么食物颗粒没有被气流带到人体的其它部位——比如可能致命的肺。 而这正是来自美国宾夕法尼亚州立大学的一队研究人员想要寻找的问题答案,如前所述,他们使用3D打印的呼吸道模型获得了备受期待的发现。这个团队是由该校机械工程助理教授Rui Ni带领的,他们根据对人体呼吸道系统的CT扫描结果制作了这个模型,从鼻孔开始,到气管结束。当这个模型3D打印出来之后,研究团队就通过对气流进行测试以找出空气和食物的运动到底是如何发生的。 Rui Ni解释说:“人在平静的呼吸时,是没有阀门来控制这些颗粒物的运送方向的,然而,肯定会有东西能够控制这些颗粒的运动并且阻止它们进入肺部。” 研究团队的发现表明,Rui的推测是正确的,的确存在负责阻止食物进入肺部的东西。通过对该3D打印模型的测试,研究人员发现,当您正在吃饭的时候,用鼻子一吸气,就会产生一种气幕,该气幕的作用就是防止食物挥发性成分进入您的肺部。当你随后呼气时,同样的食物挥发性物质就会被运送到您的鼻腔与嗅细胞接触,后者的作用就是让您感受到食品的气味和味觉,从而产生食品的味道。 带鼻腔结构的3D打印部分呼吸道(从鼻子到气管) 与此同时,这一发现也证明了“吃饭最好细嚼慢咽”的说法是有道理的。呼吸的速度会直接影响食物颗粒和挥发性物质在鼻腔内的运动,慢慢地呼吸和咀嚼能够有效地增强您正在吃的食物的味道和香味。“平稳、相对较慢的呼吸能够使更多的挥发物质进入鼻腔与嗅细胞接触,从而使食物的气味和味道更好。”Rui建议说。 研究团队的这一发现被发表在了《Proceedings of the National Academy of Sciences》杂志上。 (来自OFweek3D打印网)

2018-09-05 08:51:55

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3D打印技术助力巨大双孔下腔型房间隔缺损封堵手术

来自我国西安交大一附院结构性心脏病科的张玉顺教授团队利用3D打印技术应用于因患有心脏“房间隔缺损(双孔:大孔19mm 下腔型,小孔12mm 中央型)”的患者运用了双伞封堵之后获得成功之后,率先闯入了原本在很长一段时间内下腔型房间隔缺损不能做介入治疗的医疗禁区。 患者系50岁中年女性,诊断为先天性心脏病下腔型房间隔缺损,发现心脏病已多年,医生们的建议都是外科开胸手术治疗,而患者却顾虑重重,承担不了外科手术的风险及伤口的疼痛,且因患者是女性,术后会留下较大瘢痕影响美观等诸多因素故一直没有治疗。直到今年,患者的症状加重,同时伴系统性红斑狼疮、高血压等基础病,慕名来到西安交大一附院,找到了张玉顺教授,希望用介入封堵术治疗她的心脏病完成她的心愿。 在与患者及家属反复沟通后,张主任成立了治疗小组,根据患者的食道超声检查影像及心脏CT影像,与西安交通大学3D打印技术团队协作,经过多次交流沟通,反复比对和研究,讨论确定了患者的手术方案,打印出患者的心脏3D模型,为患者“量身订制”了合适型号的封堵器。 3D打印技术在结构性心脏病中的广泛应用尚需要多学科的合作,包括超声、影像、临床医生、3D打印模型设计团队等,只有经过多学科长时间的磨合、交流与探索,3D打印技术在心血管病中的应用才能不断的创新与突破,相信3D打印技术能够开创结构性心脏病私人订制新时代,期待给予每位患者带来精准与最佳的治疗方案,以完成结构性心脏病科心血管疾病精准医疗的使命。 (来自3D打印世界)

2018-09-04 13:51:55

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脑外科手术第一次用上3D打印脑模型

到目前为止,在治疗包括震颤、极端强迫症和帕金森在内和一些慢性疼痛等神经性疾病的时候,有的时候会用上一种被称为深度脑刺激(deep brain stimulation)的治疗手段以此来缓解患者出现的症状,不过这种手段通常都要把电极插入大脑内部。虽然这听上去就觉得瘆得慌,但是实际过程并没有那么危险,只不过还是比较复杂的,因此需要提前进行仔细的规划。然而非常不幸的是,人类的大脑是一个十分复杂的器官,这样一来对于不同患者的脑组织而言,插入电极会出现什么样的反应就不是那么容易预见了,特别是医生完全看不懂患者大脑内部的真实情况。哪怕是已经有了可以更新大脑成像软件经常性的进行术前规划也是没办法100%预测到哪里有可能会出现什么问题。 △深度脑刺激治疗术 加拿大萨斯喀彻温大学(University of Saskatchewan)的外科负责人Ivar Mendez博士就碰到了这样一个问题。他本来打算将电极插到病人脑部以抑制其过度放电的神经元,然而大脑成像软件未能给他以足够的支持。为了减少风险和手术时间,Mendez博士将一个电极迂回插入患者的大脑,所以它会刺激两个目标区域。但是他的患者大脑的复杂性和不规则结构阻止了软件为其提供安全和充分的手术路径影像。 △Ivar Mendez博士 于是Mendez博士决定试试他是否能够生成大脑的计算机模型并将其3D打印出来,然后在这个3D打印模型上找出具体路径和目标区域。为此,他找到了该校工程学院寻求帮助,并且很快组织起了一支拥有工程师、MRI技师、神经心理学专家和放射科医生在内的完整团队来帮忙转换MRI数据。尽管如今的成像软件已经非常强大,但是要将这些数据转换成一种3D打印建模软件可以理解的语言还是非常困难。 为此,Mendez博士和他的团队总共花了7个月的时间才得以成功3D打印出第一个人类大脑原型。尽管这个原型包括了Mendez博士所需要的所有复杂度,包括小核结构,但是他们使用的类似橡胶的材料仍然不够清晰透明,难以看穿。随后开发团队又测试了更多的材料,终于在两周前找到了正确的方法3D打印出精确的大脑复制品,使Mendez可以成功地找出深度闹刺治疗术的正确路径。 “当一无所知的时候,你会真正的迷失。但是当你手上有模型,它能够让你看到你到底要去哪里时。你就可以很有信心地进行手术,并且把针放进患者的大脑里。”Mendez博士解释说。 最终的大脑模型是用一种合成橡胶材料打印而成的,它几乎与真实的脑组织完全一致。这个3D打印的脑模型比您所想象的要大一些,很柔软,您可以轻轻挤压压缩它,它会很快弹回原来的形状。它也是完全透明的,并用不同的颜色对目标区域进行了标注,使医生更容易正确地规划手术路径规划。 对于外科手术团队来说,3D打印器官模型是一个相对较新的工具,但是它们的价值已经在一些非常危险和困难的手术中得到了验证。尽管类似的技术已经用于人体的其它器官如心脏等,但是将3D打印大脑模型用于外科手术前规划还是第一次。而现在,Mendez博士得到了完善的新工艺,他凭着3D打印的病人大脑的复制品去最后规划他们的脑部手术。 (来自OFweek3D打印网)

2018-09-04 10:54:16

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9月大婴儿的破碎心脏由3D打印修补

在医疗上3D打印模型能够帮助医生可以更直观地进行手术,最终提高手术的成功率,这样的例子在世界上很多国家都有过,只不过每当看到一例因3D打印创造的生命奇迹依旧会让人有热泪盈眶的感觉。 与之前那些诸多案例不同的是,这一次的主人公是出生于安徽的一个仅有9个月大的男婴,非常脆弱的小生命刚出生他的小小心脏上面就有5个洞,生命垂危,更加严重的是有两个洞的位置比较特殊,躲过了几次B超的检查,导致在第一次手术后,宝宝仍旧呼吸困难,面临着第二次开腔手术,而且位置特殊,需要的已经千疮百孔的小心脏上拉一刀,主治医生表示非常危险,显然是不建议再次开腔手术,正在一筹莫展之际,网上一则“美国医生利用3D打印心脏救活先心病婴儿”的消息给了治疗团队启发。 第一次手术 漏掉了两个洞 婴儿的母亲曾经患有“法洛氏四联症”先天性心脏病,在18岁的时候,通过手术痊愈。怀孕初期金氏夫妻便去了一家私人医院做了检查,表示排除了70%可能的心脏病,但在怀孕9个月临产时却检查出来婴儿患有严重的心脏病,金先生感觉天都要塌了,但心想孩子出生后总是能有办法。 孩子生下来后,由于心脏上有大洞,特别容易感染细菌病毒。才9个月,已经记不清多少次感冒了,光大病肺炎就已经三次了,更严重的是孩子长不大,显然不进行手术,孩子肯定活不长,检查发现,孩子心脏上至少有3个洞,其中一个直径大于20毫米,是房间隔缺损,还有2个是室间隔缺损,洞口直径估计7-8毫米大。最令人担忧的是,孩子的肺动脉高压,已经达到了极限,如果冲破了这个极限,错失最佳手术时间,再做手术,孩子可能下不了手术台。 宝宝在手术台上进行了长达143分钟的开胸大手术。因为心脏大洞实在太大,采用的是最传统的体外循环手术方法,让心脏暂时停跳,利用体外循环机,维持孩子的呼吸、供氧,然后医生在心脏上实现手术修补。 “房间隔缺损的洞太大,只能采取手术修补的方式,另外两个室间隔缺损的小洞,放了封堵器。封堵器像把小伞,‘撑起来’就堵住了洞口。”主治医生说。 然而,再手术结束准备撤离呼吸机的时候,意外又发生了。患儿一旦脱离呼吸机,总是呼吸困难,这表示心脏可能还有其他问题。于是医生再次用B超探查,在宝宝心脏肌部分,发现居然还有两个室间隔缺损,这两个小洞位置深,甚至几度躲过了B超的探查。 按照常规的手术方法,没办法给新发现的两个小洞放封堵器,因为封堵器是金属制品,就跟心脏支架一样,放太多,对孩子发育不好。一般成人心脏手术,也就放三四个封堵器,儿童心脏手术最多也只放2个。而且由于这两个小洞位置太特殊,超声看得也不是很清楚,如果去修补,就需要再在心脏上“拉一刀”,这样才能直接看见。这对孩子“满是漏洞”的心脏来说,无疑是雪上加霜。于是医生暂停了第一次手术,孩子在重症监护室内戴着呼吸机维持生命。 第二次手术 3D打印模型 体外微创手术成功治愈 二次手术的目的很明确,如何精确找到这两个小洞的位置,判断出大小,用数量最少的封堵器,把两个小洞一次修补好。同时,最好不要再次开胸,也最好不能在心脏上开口子。这些难题确实有点棘手。看不到洞口全貌,让医生很着急。超声只能看到二维,也就是说是平面的。这样,医生一边手术,一边只能靠经验想象。 在手术迫在眉睫之际,主治医生看到‘美国医生利用3D打印心脏救活先心病婴儿’的消息,觉得可以试一试。在医生和技术人员的合作下精确地打印出了小宝宝的心脏模型,由于是用最便宜的材料,花费为700元。 模型一共分解为三块,直视下,可以看到患儿心脏肌部各个室缺的位置及相关关系。这样医生就能很直观地看到孩子的心脏,清楚地知道孩子心脏洞口的全貌。 这个微创的创口,只有针眼那么大小。就是将直径不到1毫米的长针,直接从胸口“刺”进去。这个手术,扎针的时候,心脏是在跳动的,常识就能判断出,最大风险就是大出血。在胸前超声、食道超声双重严密监护下,一根长约5厘米,内有导丝的穿刺针从胸前的第4肋骨的位置“扎”了下去,从右心室到心脏,又来到室间隔,最终将一枚封堵伞通过导丝放到心脏内部的缺损处。 由于事先有了3D心脏,因此手术一气呵成,仅用时25分钟就结束了。4天后,孩子安全地从呼吸机上撤下。 经过20多天的恢复,昨天宝宝已经从重症监护室转入普通病房,正在逐渐康复中。随着宝宝发育长大,心脏肌肉会慢慢包裹住封堵器,两者融为一体,不用担心洞口会长大。 医生介绍说,将3D打印技术应用于儿童先天性心脏病的治疗在国内应该还是第一次,这对于一些复杂先心病的患儿,特别是心内畸形结构复杂及大血管有异常变化的患儿治疗应该是个好消息。通过3D打印技术复制患儿的心脏,可以让医生在术前对患儿心脏解剖结构有一个直观的了解,就可以制定出完美的方案,更加精确和安全。相信随着3D技术的快速发展以及材料学的进步,3D打印技术会广泛应用于医学的各个领域。不过,目前还存在不少问题。关键是3D技术人员不懂医学,懂医学的又不懂3D,两个领域磨合需要很长时间。 (来自3D打印世界)

2018-08-29 15:47:34

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3D打印辅助针对海马仿生科学研究

由于海马是一种可是算是非常与众不同的生物,它们有着独特的身体结构,虽然行动迟缓但是有着高效率地捕捉到行动迅速、善于躲藏的桡足类。正因如此,对于海马的研究也一定是一件很有乐趣的工作,不过这是对生物学家而言的情况。若是生物学以外的科学家,受到广泛关注的是还是海马那条有着极强抓握力的尾巴。就算是身披“盔甲”,海马的尾巴末端也依旧能保持足够的灵活性,让它们在抓住一个物体之后就能很快松开。 来自美国南卡罗来纳州Clemson大学的机械工程副教授 Michael Porter带领的一支精干的研究团队,就正在借助3D打印模型更进一步地研究和评估海马的解剖结构。为了避免在研究中伤害更多的海马,他们主要使用3D打印的海马仿真结构用于各种严格的实验,其中包括弯曲、扭转、伸展甚至压碎。 为什么要这么粗暴地对待这些3D模型?科学家们之所以如此疯狂地从各个角度测试他们的3D打印模型,主要是希望能够从海马的骨骼结构中找到灵感,用在他们自己的机械装置上。扭转的目的是显示其外部的膜骨板如何保护尾部和限制行动,以及它如何快速而高效地恢复到自然状态。其尾部方形的截面相当符合逻辑,因为能够产生更多的接触点,有助于更全面地抓握。 虽然就算是3D模型,对其进行压缩使破碎听起还是有点野蛮,但是研究人员有充分的理由这样做,他们是在寻找与机械负载有可能的相似之处。由于其关键节点的进化处能够吸收高冲击力,所以海马方形的或者四棱状的尾巴要优于圆形的,这种结构甚至还能够在被压碎时设法保持其独特的形状。 虽然看起来将这些实验和研究结果一下子应用的创建重要的机械设备上有点跳跃。但是海马的那条骨性的尾巴确实展示出了足够的优点,它坚硬的装甲不仅足以击退掠食者,而且还能够灵活地抓握、弯曲和扭曲。这些观察和研究成功可能会帮助科学家们打造出功能更加强大的机器人。 “人类工程师创造的东西往往都很笨拙,这样控制起来就比较容易。”该研究的共同作者、俄勒冈州立大学工程学院助理教授Ross Hatton在一份声明中说,“但是,大自然创造的事物却既足够结实,又能够灵活地完成各种任务。这就是为什么我们可以从动物身上学到很多足以启发下一代机器人的知识。” Michael Porter博士和他的海马研究团队将详细的研究结果发表在了在线杂志《Live Science》上。据小编了解,研究人员们准备将他们在海马身上得到的研究结果用在正在开发的蛇形机器人项目中。 (来自OFweek3D打印网)

2018-08-29 10:52:25

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330万年前的石器通过3D打印和世界共享

一支以以Louise Leakey博士为首的古人类学家在肯尼亚北部发现了通过鉴定的距今约330万年的石制工具,这个工具的发现让人类制造工具的历史再度向前推进了70多万年。他们这一伟大发现已经被发表在《自然(Nature)》杂志上了。 这一发现得益于Leakey博士与欧特克(Autodesk)的合作:通过使用Autodesk先进的免费软件Memento,这些宝贵的文物被制成了3D数字化复制品。使用Memento,技术人员能够把这件最早石器的照片和扫描结果转化为3D模型,供人们在网上观看,浏览者可以下载后将其3D打印出来作为纪念品,或进一步的研究。 在使用数字技术和3D打印技术来记录化石收集方面,Leakey博士堪称先驱。Leakey博士与其团队为发现的化石创建了3D数字模型,并且制造出相应的3D打印复制品。除了为发现的石器制作3D模型,一个技术团队还为Lomewki 3古遗址制作了3D模型。团队也提供一些重要的化石收藏的数字模型。在 African Fossils(非洲化石)虚拟实验室(africanfossils.org)里,公众和学者们通过网络不仅可以浏览而且可以与对象进行交互,同时也可以下载并打印3D模型。 “欧特克的Memento一直是我工作的重要工具。”Leakey博士,“它可以让我与世界各地的人们分享人类进化的证据。”她接着说,“Memento功能很强大,而且对于一位不具有CAD技能的专家来说用起来也很简单。这就使我能够亲手处理自己的一切东西,不依赖于团队成员或CAD专家,很适合我的工作风格。” (来自3D打印世界)

2018-08-28 10:34:23

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研究员发出对于会产生重金属污染的3D打印材料的警告

来自美国的研究员声明,在众多3D打印材料中,有一部分材料在3D打印的过程当中可能会释放对周围环境以及人体健康产生影响的毒素。 这支团队一直专注于光聚合物材料,这是一种在消费品、黏合剂和补牙方面常见的材料,但近日越来越多的被用在基于光固化(SLA)的3D打印机中,作为快速原型材料。 问题是,光聚合物是通过锑的化学反应制得的,锑是一种有毒的重金属。并而且用这种材料打印的物品包含的重金属水平是其它聚合物的100倍以上。 美国宾州Robert Morris大学的研究人员发现,市场上出售的光敏聚合物含有高达10%(重量)的锑化合物。 据了解,当进行一系列测试时他们发现,20小时后,高达3%的含锑物质浸出了样品。目前,在原型中使用光敏聚合物的用量当然是比较小的,但研究人员担心,随着预期中的3D打印市场快速增长——并因此导致含锑物料的使用量不断升级——从而导致潜在的环境和健康风险。 目前已经有研究表明,在环境中锑的含量水平正在增加。科学家在最近出版的《3D打印与增材制造》杂志上发表报告称:“在3D打印中使用的光聚合物正成为垃圾填埋场、焚烧炉,以及全球环境中锑的显著来源。”并补充说,重金属也可能污染工作环境。 锑水平在环境中不断上升所造成的后果可能是严重的,尤其是当重金属被发现进入提供饮用水的含水层。接触锑可能导致类似砷的副作用,包括对心脏的损伤。 “随着3D打印业的增长,含锑光聚合物和3D打印模型的安全处置将会成为健康和安全方面的一个课题。”该报告结论说。 看来3D打印爱好者要注意了。当前毕竟是处于3D打印技术发展非常早期的阶段,及早识别出类似于重金属锑这样的问题有助于我们进一步开发新的更为环保的材料。 (来自OFweek3D打印网)

2018-08-22 15:56:11

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