3D 打印和兽医学:打印修复体挽救犀鸟生命

坦帕动物园的管理员对一只 25 岁的大型犀鸟进行例行检查时,在这只鸟的盔突(即头顶处的黄色盔状突起)底部发现了病变。进一步检查后,确定了这只名为 Crescent 的鸟患有致命的癌症。

盔犀鸟是地球上最濒危的鸟类之一,由于森林砍伐,它们被迫离开栖息地,并因为盔突遭到人类猎杀。目前犀鸟仅存在于印度次大陆和东南亚地区,因此,这只犀鸟可以说是坦帕动物园的“镇园之宝”。

因为癌细胞已入侵一部分鼻窦,位于犀鸟头骨附近的癌症部位无法切除。该团队想了解是否可以移除盔突,并专门为这只犀鸟设计一个 3D 打印复制品用以替换。以前在人体手术中曾使用过患者专用的修复体和器械,但修复体从未用于大型犀鸟。这种方法有可行性吗?如果可行,哪些材料对于这只犀鸟安全无害? 

Formlabs 医疗市场开发总监 Gaurav Manchanda 在一份声明中表示:“临床文献显示,将患者专用的修复体、医疗器械和手术导板用于人类患者时,病情会有所改善。很高兴我们的技术也能够为 Crescent 带来同样的帮助。”

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医疗增材制造的生物相容性、材料和策略

与 Formlabs 和 Nelson Labs 一同深入了解生物相容性相关信息,其中包括行业专家为医疗制造商所作的最新材料和最佳实践介绍。

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坦帕动物园表示,3D 打印的“替换喙”是由 Formlabs 使用 BioMed White Resin 制造而成。BioMed White Resin 是一款白色不透明材料,适合需要长期接触皮肤或短期接触粘膜的生物相容性应用。作为众多 Formlabs SLA 3D 打印材料中的一款特殊材料,这种医用级材料经验证可短期接触组织、骨骼和牙质。

“Formlabs 向我们捐赠了所需的材料,随后 USF Health Radiology 3D 团队使用专为医疗保健应用开发的 Formlabs 3D 打印机,打印了手术导板和新的盔突,”坦帕动物园表示。

“出乎意料的是,在手术后数小时内,Crescent 就已恢复如初,开始梳理毛发了。Formlabs 树脂恰好与她尾巴上方腺体分泌的黄色整羽油脂相容,因此新的盔突具有与原来一样明亮的光泽。”他们补充道。

兽医学 3D 打印

在过去几年里,3D 打印在医疗领域的应用出现爆炸式增长。医院正借助内部 3D 打印快速革新,通过更具创新性的工作流程、与患者匹配的手术工具以及用于诊断和教学的视觉辅助工具,按需提供定制护理。

而兽医和兽医学校也注意到了这一点,他们意识到其中许多相同的技术和工作流程同样适用于动物。 

密歇根州立大学兽医学院,各种体型、大小和物种的患病动物都可能前来寻求治疗。对于 DVM、MS、DACVS 兼小型动物骨外科助理教授 Danielle Marturello 博士而言,这意味着每一天都是不同的。有时她可能在诊所里检查患有骨折、骨骼畸形或韧带撕裂的狗和猫。其他时候则是在手术室里治疗这些患病动物,帮助它们逐渐康复。

正在接受骨折成角畸形治疗的“患者”Scooby。

正在接受骨折成角畸形治疗的“患者”Scooby。

The model of Scooby's angular deformity in PreForm.

PreForm 在打印前显示的 Scooby 的受影响关节。

在一个尤其复杂的病例中,一只狗发生胫骨骨折,且受伤位置十分靠近膝盖。因为骨折处离关节很近,所以很难在 X 光片上完整地了解损伤程度。Marturello 博士在 Form 3 中使用 White Resin 打印了骨折的胫骨,然后对模型进行了消毒,使其可以安全地在手术环境中使用。

Marturello 博士告诉我们:“在手术过程中,我们可以围绕骨骼旋转,这有助于对骨折类型有一个更切实的三维概念。这对我们很重要,因为我们的手术方法只能看到骨折部位的一侧。由于骨折的角度特殊,打印的骨骼非常有用。这是一个非常具有挑战性的病例,但这只狗恢复得很好。这真的有助于将手术提升到全新的水平。”

坦帕动物园等兽医学用例说明了 3D 打印能够发挥巨大作用,拯救人们喜爱的动物。凭借不断扩充的材料库,Formlabs 医疗始终保持在患者特殊护理的前沿。3D 打印正在引领医疗保健领域的未来,无论是鸟、狗还是人类都能从中受益。即使面临前所未有的棘手问题,一线的临床创新者也可通过 3D 打印快速提供解决方案。