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莫纳什大学使用3D Systems ProJet660和4500打印机制作人体解剖标本

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数百年来,人体标本一直是医学教学的重要工具,但也因为种种不同的原因而产生了很多问题,比如成本、运输、储存、精神信仰或受到普遍的反感。

澳大利亚的莫纳什大学或许已找到解决这些主要障碍的方法:由一台3D打印机制作的第一个商业性逼真全彩人体部位。

莫纳什大学一篇题为“利用3D打印技术生产解剖教学资源”的论文列举了使用3D打印人体标本的几大优势,包括“耐用、精确、易复制、具有成本效益和避免在使用固定的湿标本或者塑化标本时产生的健康与安全问题。“

从内部看人体结构

莫纳什大学打印的标本是由3D Systems的2台全彩色3D打印机制作的:一台为ProJet 660,另一台为ProJet 4500。ProJet系列的打印机极易使用。更重要的是他们可以制作出莫纳什大学所需的具有准确颜色的3D打印人体部位。

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莫纳什大学人体解剖系列的3D打印模型,由ProJet 4500打印完成

“对于复制一个具有彩色逼真度和颜色特定编码的标本来说,全彩是非常有必要的。例如,血管是呈现红色或者蓝色的,神经是黄色的,这些在教学中都是很有价值的。“莫纳什大学人体解剖教育中心的负责人保罗·麦克梅纳明说到。

麦克梅纳明相信他们团队制作的简单且具有成本效益的解剖学套件可以显著拓展医科学生和执业医师的知识面。

“几个世纪以来,医学院所需要的尸体标本是用来方便传授学生人体解剖结构方面的知识,这种做法也延续至今。然而,由于对处理尸体解剖的地点有着非常严格的规定,许多医学院要么缺乏人体标本,要么觉得处理和储存人体标本的费用过于昂贵。我们的套件可以使医学生能直观看到人体内部,看到肌肉、肌腱、韧带和血管。我们相信这将为医学生的学习带来革命性的变化。目前来说,让学生们理解三维形式的人体解剖结构是有点困难的,然而3D打印人体将带来巨大的不同。“麦克梅纳明这样说到。

3D打印让不可能变为可能

3D打印人体标本看起来好像是医学界顺理成章的一件事,但正是3D打印技术的不断发展才让这一切成真。莫纳什大学使用的3D Systems打印机使用耐用性较高的材料,以高速来打印低成本的全彩模型,这使只能使用塑料模型或塑化人体标本的状况有了显著改善。

麦克梅纳明说:“过去我一直在寻找一种方法来制作更多的解剖结构并将其塑化,但我意识到这需要花费数十年和超过50万美元来建立一个生物塑化技术实验室,每个标本都必须被解剖并制备,然后我才能得到其中之一的标本。所以我觉得为什么不把标本进行扫描(CT或者激光),生成彩色STL或VRML文件,从而可以将他们打印出来,这样的话,我们就有很多复制版的人体标本了。现在看起来很明显可以使用3D打印这种方法解决,但在过去确实是无法想象的。”

莫纳什大学先从3D Systems采购了ProJet 660,这是一台构建尺寸大(254x 381 x 203毫米)且垂直构建速度快(28毫米/小时)的全彩3D打印机。不久,他们的打印能力又通过ProJet4500加强,这台打印机使用VisiJet C4 Spectrum系列材料,可制作出强度更大的产品,对于薄片零件比如血管来说是至关重要的。

因为有了3D Systems的打印机,莫纳什大学可以制作出从整个人体到头颈部、上肢、骨盆下肢和胸腹部区域的标本。大学达成了与德国解剖模型制造商Erler-Zimmer关于在网上出售人体标本的一项协议,标本几周内就能交货,而成本仅仅是经过防腐处理的尸体或者塑化尸体的一小部分而已。

莫纳什的人体解剖系列也包括正确的解剖结构,这在经过防腐处理的尸体标本上是无法直观看到的---比如3D打印颅骨内细静脉和动脉脉管。

伊比利亚从此变得有所不同

最近的一个项目就显示出,对于一个急需人体标本的学校,3D打印的标本改变了很多现状---比如这个案例里的伊比利亚Dagliotta医科大学。

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来自伊比利亚的Dagliotta医科大学的学生正在使用莫纳什大学捐赠的3D打印模型

受到伊恩·克罗泽医生演讲的鼓舞(伊恩·克罗泽是一位在塞拉利昂工作时感染了埃博拉的医生),麦克梅纳明安排了一套完整的3D打印件和一套组织学(细胞与组织的显微解剖)图像的海报寄往这个学校。

麦克梅纳明也把他的时间奉献到了教导师生们如何使用3D解剖套件。他在伊比利亚的住宿和后勤支持都是由ACCEL(伊比利亚抗击埃博拉的学术联盟)提供的,当然也离不开马萨诸塞州医科大学的努力和保罗·G·艾伦的“解决埃博拉”联盟的资金支持。

麦克梅纳明进行捐助也进行教学帮助,他非常愿意帮助极度贫困和人手不足的医科学校,从而为伊比利亚新一代的医生提供更好的人体解剖教学。

“在我的CHAE团队和莫纳什大学的支持下,能够帮助到伊比利亚的这个医学院是我为同胞们做过的最值得的事。那里的学生对于他们所得到的任何帮助都是相当感激的心情。他们非常感恩。”麦克梅纳明如是说到。

麦克梅纳明在不久的未来可能会有更多的成就:他的团队通过使用3D Systems的最新3D打印技术,正致力于制作交互式可解剖的3D解剖标本复制品来帮助培训更多未来的外科医生。

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感谢麦克梅纳明和3D打印、使人体标本可以达到尺寸更全面色彩更精准的程度,为全球的医科学校打开了一扇新的大门


 

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