3D打印技术帮助小狗“奥利奥”再次正常行走
一支由兽医外科医生、骨科医生和生物医学工程师组成治疗团队相隔千里,在4天之内为一条需要更换膝盖的狗量身3D打印了一个髌骨植入物,并为其植入体内。
3年前,加拿大一条名为Oreo的6岁狗,其左后腿膝盖骨(髌骨)脱臼。为了减轻其痛苦,Oreo的膝盖骨被摘除了,但是这条狗从此变成了跛脚。
Oreo的兽医为此联系了在Winnipeg的整形外科创新中心(OIC),探讨如何为Oreo创建一个定制的植入物。OIC是一家研究和试验机构,主要为医疗器械市场服务。为了帮助Oreo,一队兽医、骨科医生和生物医学工程师共同合作,寻求解决方案。OIC经常把3D打印作为缩短设计和生产周期的一种手段,他们认为这对Qreo也是一个很好的解决办法:使用最新的设计技术和熔融沉积成型(FDM)3D打印技术生产为其量身定制的髌骨植入物,使其能够正好与Oreo的股骨和股四头肌匹配。
OIC使用一块捐赠的髌骨创建了数字化模型,然后将其文件转化为CAD模型。医疗团队用Oreo的另一块髌骨透视X光片作为参考,对CAD模型进行修改,以确保新的植入物能够与其大腿骨匹配。
OIC然后用Stratasys公司的Fortus 400mc 3D打印机将这块人工髌骨打印出来。工作人员使用了具有生物相容的聚碳酸酯作为3D打印材料。在手术之前,工程师还对植入物进行了物理测试,以验证其是否具备必要的机械强度。然后将消毒后的人工髌骨用聚丙烯缝线缝到了股四头肌和肌腱上。
左:3D打印髌骨的CAD模型。 右:手术前的3D打印髌骨。
“在Oreo这个案子里,我们仅花了四天时间,就完成了从设计、分析、物理测试到3D打印出一个定制的植入物的全过程。”OIC的总裁Martin Petrak说,“当我们熟悉这一技术流程后,以后制作类似的植入物可能只需要一两天时间。”
手术后8周,Oreo就能再度正常行走,并能用四肢跳跃。如今,三年过去了,如今这条幸运的小狗健康状况依然良好,3D打印的膝盖骨仍然完好地发挥着功能,Oreo依然活蹦乱跳。
“FDM是制造植入物的一种理想的3D打印技术,因为它能够打印出高强度、耐用,并具有生物相容性和正确物理性质的部件。”Petrak说,“采用FDM技术,我们可以根据接受者的解剖结构定制出完全匹配的植入物,使其能够快速恢复功能”。
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