加拿大研究人员用3D打印金属帽保护濒危海象的牙齿
时间：2020-10-30 08:21 来源：中国3D打印网 作者：中国3D打印网 阅读：次
水族馆中有四个海洋哺乳动物正在保护中，但是它们的新的混凝土栖息地不适合其牙齿需求，因为它们使用象牙将自己从水中拉出。利用3D扫描和打印方法，该团队能够精确地制造出与海象的象牙完全吻合的金属盖，并防止它们受到牙龈脓肿的伤害。
“这种做法（在牙齿上行走）在由冰和土壤制成的自然环境中没有问题。”蒙特利尔大学动物学教授克莱尔·格罗塞特（Claire Grosset）博士解释说， “但是在由混凝土，金属和其他材料组成的栖息地中，情况却有所不同，这些动物要承受自身的重量，这些动物的体重可能超过一吨。”
照顾濒临灭绝的海象
许多大西洋海象，在科学界被称为Odobenus rosmarus，曾经生活在加拿大北部的北极地区，但多年来已经面临灭绝的威胁。大西洋海象在17至19世纪之间因象牙，肉类和油脂的稀少而被猎杀，如今在曾经人口稠密的纽芬兰和新斯科舍地区已完全灭绝。石油和天然气钻探也正成为对北极哺乳动物的威胁。为了确保濒临灭绝的物种能够繁殖并引起人们对其困境的关注，魁北克水族馆将其纳入其中。
该物种的拉丁文名称Odobenus rosmarus大致翻译为“牙齿上行走”，这是对它们如何在自然栖息地中从水中爬到陆地的恰当描述。不幸的是，既然它们现在生活在水族馆中，那么海象外壳周围的混凝土和金属表面可能会损害其牙齿，使他们有患牙脓肿的风险。
加拿大北部的海象（如图）正在成为一种日益濒临灭绝的物种。照片：世界自然基金会
牙科护理的3D打印方法
水族馆的一只400公斤的4岁雌性海象（可惜没有按名字介绍）被发现特别容易龟裂或折断其象牙。为了防止对珍珠白象牙造成任何进一步的损害，兽医专家建议使用量身定制的金属盖保护它们。部署冠冕可以被认为类似于人类进行充填，因为它们有助于避免需要去除任何“牙齿”，这是一种更具侵入性的过程。此外，使用不需要麻醉的疗法非常有益，因为某些镇静剂可能会对这种海象造成致命的伤害。
尽管过去已经开发了其他的牙帽，但它们是使用传统的生产工艺创建的，该团队首先评估了哪种金属可以生产出最佳的牙帽。最终，研究人员选择了钴铬合金，因为它可以防止重复摩擦，同时还能抵抗盐水中的氧化。
该团队没有使用麻醉剂来适应3D打印的牙冠，而是训练了海象使其保持完全静止。图片由CNW集团/巴黎高等技术学院合影
在3D打印过程中，制作了三个不同的盖子，它们与象牙之间的间隙为0.25mm至0.45mm。不同的尺寸选项使手术的兽医可以选择最佳的设备，既不会削弱粘合剂的结合力，也不会阻止其与象牙紧密贴合。考虑到麻醉对海象的潜在影响，研究小组决定将哺乳动物训练为完全静止，从而完全避免使用镇静剂。在几个月的时间里，海象每天接受三到四次训练，以保持不动的时间越来越长，并因其成功而受到奖励。最终，这只航海动物连续5分钟保持稳定，这使兽医专家成功地安装了其中一种3D打印设备。研究人员称，这是皇冠独特的生产过程与哺乳动物及其训练者之间的纽带的结合，才使整个手术成为可能。
环保与3D打印技术
近年来，3D打印已被证明是一种有效的野生动植物保护手段。肯特大学和自然保护组织Paso Pacifico的科学家开发了3D打印的海龟卵，以防止哥斯达黎加真正的卵被盗和交易。附加设备被昵称为“投资专家”，具有GPS跟踪器，可用于发现长达137公里的非法贸易路线。
同时，佐治亚理工学院的工程师们设计了一种创新的方法来监控亚特兰大植物园的环境：3D打印的Slothbot。机器人哺乳动物目前在40英亩森林上方的树木中游荡，以确保那里的温度，天气和二氧化碳水平保持一致。
在其他地方，香港大学（HKU）的一组建筑师用3D打印了128个六角形粘土砖，并将它们扔到了海洋中，以保护那里的当地海洋公园。希望从海湾中种下流行物种的人造结构将为流离失所的珊瑚提供一个新的家园。
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