日本多家机构推进喷墨3D打印心脏模型的批量化生产

3D打印心脏模型已成为医生进行心脏手术预规划和教学的重要工具,特别是在儿童的心脏手术领域,由于儿童的心脏小而复杂,掌握手术技术很难,通过心脏模型进行手术预规划有助于医生更加仔细地准备手术,缩短手术时间,进而减少手术过程中心脏停止跳动的时间,从而降低儿童的手术风险。

为此,日本国家循环器官疾病研究中心、3D打印公司crossEffect、Minister of Pediatric Circulation、Screen Holdings和化学公司Kyoeisha联合推进3D打印儿童心脏模型的批量定制化生产工作。

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心脏模型批量化生产将采用喷墨3D打印技术,该技术的最明显的特点就是速度更快,可满足紧急心脏手术对手术规划模型的需求。以往通过定制化的模具制造心脏模型,不仅成本高,而且至少需要4到5天时间,而在儿童心脏手术中手术时机至关重要,4-5天的交期对于很多紧急手术来说是来不及的。

心脏模型的制造工艺包括CT扫描数据处理、3D建模和3D打印,整个过程在2天内即可完成,制造成本也显著降低。3D建模工艺使用的是crossEffect开发的内脏器官建模系统,可在CT扫描中提取所需数据。3D模型文件由Screen Holdings的喷墨3D打印机进行定制化生产,打印中用到的树脂材料和支撑材料是由Kyoeisha公司提供的。

用以上工艺制造出来的3D打印心脏模型有一个可延展的柔软纹理,目前开发人员仍在继续努力让模型的构造更加精确,最终在明年实现批量生产。除了术前模拟,3D打印心脏模型也可以作为一种培训年轻医生的工具。借助模型,年轻医生不仅可以看清真实心脏的样子,还可以触摸和在其上动刀操作。

据3D科学谷所了解,国内医学界对儿童心脏病领域的数字化技术也十分重视,例如上海儿童医学中心的小儿先天性心脏病研究所与3D医学建模、3D打印软件解决方案及3D打印服务的领导者Materialise公司合作,建立了集儿科医学影像图像数字化建模、3D模型制作加工、数字化医学临床应用转化的研究、实现与推广为一体的多学科综合研究中心,结合上海儿童医学中心临床资源优势,围绕计算机医学影像处理,3D打印辅助疾病诊断,临床个体化治疗方案规划,数字化虚拟手术设计,临床器件开发等小儿临床疾病相关的3D数字、精准、个体化研究和治疗开展相关科研、培训和服务工作。

资料来源:日经技术在线

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