哥斯達(dá)黎加：研究人員設(shè)計(jì)用于縫合肢體的3D打印醫(yī)療設(shè)備
時(shí)間：2020-02-16 14:46 來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng) 作者：中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀：次
中國(guó)3D打印網(wǎng)２月１６日訊，我們的皮膚可以保護(hù)我們免受微生物和異物的侵害，消除有害毒素，有助于調(diào)節(jié)我們的核心體溫，并負(fù)責(zé)接收觸覺(jué)和熱刺激。但是，它很脆弱，很容易損壞，可能導(dǎo)致傷口被感染。哥斯達(dá)黎加的研究人員近日發(fā)表了一篇論文，介紹了他們創(chuàng)新醫(yī)療的縫合裝置。
摘要指出：“這項(xiàng)工作提出了一種2級(jí)醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)滿足了哥斯達(dá)黎加當(dāng)前和已知縫合方法的基本要求。設(shè)計(jì)過(guò)程分三個(gè)主要階段完成：（1）對(duì)相似技術(shù)的研究；例如縫紉機(jī)的工作原理，所用材料；（ 2）研究皮膚創(chuàng)傷的類型； （3）縫合設(shè)備的一般方法，包括設(shè)備功能，與人體的結(jié)合以及制造過(guò)程。設(shè)備模型是使用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)和制造的，這使團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析人體工程學(xué)，零件的組裝以及設(shè)備的應(yīng)用。打印的原型使?jié)撛诘挠脩艨梢蕴峁┯嘘P(guān)設(shè)計(jì)的反饋和改進(jìn)建議。”
圖1.要打印的醫(yī)療設(shè)備由SolidWorks設(shè)計(jì)
縫合是指在組織以自然愈合停止的方式被撕裂時(shí)，將血管與特定材料相連。您可以在世界各地的市場(chǎng)上找到許多縫合設(shè)備，但哥斯達(dá)黎加的醫(yī)院通常不使用它們，因?yàn)樗鼈兗葟?fù)雜又昂貴。因此，該團(tuán)隊(duì)著手設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單實(shí)用的電子醫(yī)療設(shè)備，該設(shè)備既可以減少組織損傷，又可以均勻，迅速地縫合傷口，從而留下“美學(xué)上可接受的”疤痕。
研究人員寫道：“產(chǎn)生醫(yī)療器械縫合的想法主要有三個(gè)原因。” “首先，醫(yī)生注意到傷口縫合不良，會(huì)導(dǎo)致大的疤痕。在某些情況下，這些需要進(jìn)一步的程序，例如整形外科。而且，這很費(fèi)時(shí)間，這使得設(shè)備變得更加重要。而手工縫制的縫合線有時(shí)會(huì)太松或太緊，導(dǎo)致傷口流血。”
表2.縫合醫(yī)療器械功能的示意圖。
設(shè)備規(guī)格包括功能，成本，耐用性，模塊化和可靠性。他們使用SOLIDWORKS軟件為其模型創(chuàng)建設(shè)計(jì)，這需要三個(gè)特定功能：
.穩(wěn)定皮膚
.沿其軸旋轉(zhuǎn)針以連接組織切片
.以最小的用戶干擾啟動(dòng)并完成
研究人員解釋說(shuō)：“最終設(shè)計(jì)的目的是使針殼能夠360°旋轉(zhuǎn)而沒(méi)有任何問(wèn)題，使針殼的面積和體積盡可能相似。”為了測(cè)試多個(gè)功能特性，他們首先使用Polyjet技術(shù)制造活塞并使用FDM打印機(jī)對(duì)其他大部分零件進(jìn)行3D打印原型。由于其高強(qiáng)度和韌性，耐腐蝕和抗疲勞性以及低摩擦系數(shù)，他們最終產(chǎn)品使用AISI 316L合金作為原型。縫合裝置具有七個(gè)主要部件。外殼將設(shè)備包裹起來(lái)，同時(shí)兩個(gè)導(dǎo)向器允許導(dǎo)向銷移動(dòng)，該銷用于打結(jié)雙結(jié)。滾子提供允許縫合的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而活塞則為滾子提供運(yùn)動(dòng)。最終零件是帶錐形尖端的½圓針和尼龍線，具有良好的彈性，可保持和封閉皮膚。
圖2.縫合醫(yī)療器械的最終設(shè)計(jì)
摘要指出：“這項(xiàng)工作提出了一種2級(jí)醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)滿足了哥斯達(dá)黎加當(dāng)前和已知縫合方法的基本要求。設(shè)計(jì)過(guò)程分三個(gè)主要階段完成：（1）對(duì)相似技術(shù)的研究；例如縫紉機(jī)的工作原理，所用材料；（ 2）研究皮膚創(chuàng)傷的類型； （3）縫合設(shè)備的一般方法，包括設(shè)備功能，與人體的結(jié)合以及制造過(guò)程。設(shè)備模型是使用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)和制造的，這使團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析人體工程學(xué)，零件的組裝以及設(shè)備的應(yīng)用。打印的原型使?jié)撛诘挠脩艨梢蕴峁┯嘘P(guān)設(shè)計(jì)的反饋和改進(jìn)建議。”
圖1.要打印的醫(yī)療設(shè)備由SolidWorks設(shè)計(jì)
縫合是指在組織以自然愈合停止的方式被撕裂時(shí)，將血管與特定材料相連。您可以在世界各地的市場(chǎng)上找到許多縫合設(shè)備，但哥斯達(dá)黎加的醫(yī)院通常不使用它們，因?yàn)樗鼈兗葟?fù)雜又昂貴。因此，該團(tuán)隊(duì)著手設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單實(shí)用的電子醫(yī)療設(shè)備，該設(shè)備既可以減少組織損傷，又可以均勻，迅速地縫合傷口，從而留下“美學(xué)上可接受的”疤痕。
研究人員寫道：“產(chǎn)生醫(yī)療器械縫合的想法主要有三個(gè)原因。” “首先，醫(yī)生注意到傷口縫合不良，會(huì)導(dǎo)致大的疤痕。在某些情況下，這些需要進(jìn)一步的程序，例如整形外科。而且，這很費(fèi)時(shí)間，這使得設(shè)備變得更加重要。而手工縫制的縫合線有時(shí)會(huì)太松或太緊，導(dǎo)致傷口流血。”
表2.縫合醫(yī)療器械功能的示意圖。
設(shè)備規(guī)格包括功能，成本，耐用性，模塊化和可靠性。他們使用SOLIDWORKS軟件為其模型創(chuàng)建設(shè)計(jì)，這需要三個(gè)特定功能：
.穩(wěn)定皮膚
.沿其軸旋轉(zhuǎn)針以連接組織切片
.以最小的用戶干擾啟動(dòng)并完成
研究人員解釋說(shuō)：“最終設(shè)計(jì)的目的是使針殼能夠360°旋轉(zhuǎn)而沒(méi)有任何問(wèn)題，使針殼的面積和體積盡可能相似。”為了測(cè)試多個(gè)功能特性，他們首先使用Polyjet技術(shù)制造活塞并使用FDM打印機(jī)對(duì)其他大部分零件進(jìn)行3D打印原型。由于其高強(qiáng)度和韌性，耐腐蝕和抗疲勞性以及低摩擦系數(shù)，他們最終產(chǎn)品使用AISI 316L合金作為原型。縫合裝置具有七個(gè)主要部件。外殼將設(shè)備包裹起來(lái)，同時(shí)兩個(gè)導(dǎo)向器允許導(dǎo)向銷移動(dòng)，該銷用于打結(jié)雙結(jié)。滾子提供允許縫合的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而活塞則為滾子提供運(yùn)動(dòng)。最終零件是帶錐形尖端的½圓針和尼龍線，具有良好的彈性，可保持和封閉皮膚。
圖2.縫合醫(yī)療器械的最終設(shè)計(jì)
表3.對(duì)訓(xùn)練有素的醫(yī)生的調(diào)查
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Xenia進(jìn)軍大幅面增材制造
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