德克薩斯大學(xué)與西南醫(yī)學(xué)中心合作開發(fā)3D打印股骨模型，以推進(jìn)骨科手術(shù)與治療研究
時(shí)間：2024-10-29 08:29 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
△3D打印股骨模型
該研究團(tuán)隊(duì)專注于股骨的中段，開發(fā)出了一套3D打印參數(shù)，為股骨的生物力學(xué)測(cè)試建立了精確的模型。研究指出，盡管這項(xiàng)技術(shù)具有巨大潛力，但仍需進(jìn)一步研究以實(shí)現(xiàn)其在臨床實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用。
△該研究成果已發(fā)表在《骨科研究雜志》上，題目為“3D打印股骨干生物力學(xué)測(cè)試-優(yōu)化和驗(yàn)證”（傳送門）
技術(shù)研發(fā)背景
目前，外科醫(yī)生在進(jìn)行生物力學(xué)研究以確定最佳手術(shù)方案時(shí)，通常依賴于捐贈(zèng)的尸體或高成本的市售合成骨骼。這些方法不僅昂貴，耗時(shí)，且無法提供針對(duì)個(gè)別患者特定情況的解決方案。
△Li博士在實(shí)驗(yàn)室中評(píng)估3D打印的股骨
兩年前，德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員與UT Dallas的3D打印技術(shù)專家Wei Li博士展開了合作，旨在開發(fā)一種成本更低、速度更快的骨科生物力學(xué)研究方法。Li博士表示：“外科醫(yī)生需要了解骨骼的幾何形狀來制定手術(shù)計(jì)劃，而3D打印技術(shù)使我們能夠打印出與體內(nèi)股骨幾何形狀相同的模型。”
在Li博士的指導(dǎo)下，UT Dallas機(jī)械工程博士生Kishore Mysore Nagaraja開發(fā)了多款3D打印股骨模型，并進(jìn)行了機(jī)械性能和材料特性的一系列測(cè)試，以確保這些復(fù)制品盡可能接近真實(shí)股骨的生物力學(xué)性能。
Nagaraja博士表示：“這種跨學(xué)科合作為學(xué)生提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。直接從未來的使用者那里獲得反饋，對(duì)我們研究的驗(yàn)證非常有益。”
3D打印成本更低的股骨模型
3D打印的骨骼復(fù)制品由聚乳酸（PLA）制成，這是一種生物基、低成本且可生物降解的材料，通常用于3D打印。設(shè)計(jì)的股骨模型代表股骨的中段，長約8英寸，直徑近1英寸，并在生物力學(xué)測(cè)試中表現(xiàn)出了與人類股骨相當(dāng)?shù)男阅�。預(yù)計(jì)每根3D打印股骨的制造成本約為7美元。
Li博士指出，3D打印骨骼具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，這種聚合物可以替代目前用于骨骼修復(fù)的其它材料，如鈦金屬。此外，研究人員還可以將腫瘤模型集成到3D打印骨骼中，用以測(cè)試不同的治療方法。此外，復(fù)制品還可能用于促進(jìn)人類骨組織的生長。
參與這項(xiàng)研究的德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員包括第一作者、骨科腫瘤外科醫(yī)生Robert Weinschenk博士和手部及上肢外科醫(yī)生Richard Samade博士。他們共同管理一家3D打印實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)是骨科手術(shù)的助理教授，并且兼職從事生物醫(yī)學(xué)工程。此外，Samade博士還負(fù)責(zé)整形外科工作。
(責(zé)任編輯：admin)
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