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3D打印手術(shù)針的新設(shè)計靈感來自于蜜蜂的刺激

來源：narkii 瀏覽數(shù)：
責(zé)任編輯：六月芳菲時間：2018-04-28 09:23

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[導(dǎo)讀] 該項目由Temple的機械工程Parsaoran Hutapea副教授和博士候選人Mohammad Sahlabadi執(zhí)行。

位于坦普爾大學(xué)的工程師利用3D打印技術(shù)為新型手術(shù)針頭開發(fā)了獨特的概念。從自然界獲得靈感后，他們決定探索蚊子和黃蜂等刺痛昆蟲的針狀突起，然后最終以蜜蜂的毒刺作為新設(shè)計的基礎(chǔ)。該項目由Temple的機械工程Parsaoran Hutapea副教授和博士候選人Mohammad Sahlabadi執(zhí)行。

我們之前已經(jīng)報道過使用3D打印技術(shù)來幫助工程師們借助大自然的解決方案來解決問題。已經(jīng)使用3D打印的鯊魚皮來改善車輛的空氣動力學(xué)，并且已經(jīng)使用3D打印的葉片微結(jié)構(gòu)來清理溢油。這個最新的項目是醫(yī)療領(lǐng)域從自然界獲得靈感的第一次。

“我們帶來了一些蜜蜂進入實驗室，并用顯微鏡取出并檢查他們的刺。”Hutapea說。 “蜜蜂叮咬人體皮膚的方式對我們正在努力發(fā)展的東西非常有吸引力，因為主要由于刺動刺的倒鉤，它會相對平直地穿過皮膚進入組織。”

蜜蜂蜇的形狀完全符合研究人員試圖用他們的新針設(shè)計實現(xiàn)的，因為他們曾希望創(chuàng)造出能減少組織損傷同時提高精確度的儀器。受到蜜蜂刺痛的啟發(fā)，他們開發(fā)了一種設(shè)計，針頭上刻有小刻痕或倒刺。這些倒鉤會降低針的插入和拔出力，這有助于進一步減少組織損傷。

“一般來說，手術(shù)針在插入組織時會由于其尖端設(shè)計而彎曲，”Hutapea說。 “針在偏離目標(biāo)途中的計劃路徑，例如癌組織或腫瘤，通過這種形狀，曲線是有限的 - 它更容易控制機器人設(shè)置，這很關(guān)鍵，因為如果針曲線，你錯過了目標(biāo)。”

（來源：天普大學(xué)）

該項目的下一個階段是關(guān)注以最佳方式實現(xiàn)設(shè)計所需的材料。原型使用聚合物混合物放在一起，但最終的針頭需要用金屬進行3D打印。研究人員認為，金屬3D打印技術(shù)目前還不能達到他們想要的水平，因為他們要求金屬針具有亞毫米尺寸和高縱橫比。

“同時，我們目前正在通過研究開發(fā)混合金屬聚合物針的制造方法來達成折衷方案，”Hutapea說。 “希望是在兩三年內(nèi)，我們擁有這項技術(shù)。”

他們的目標(biāo)是最終3D打印這些針頭，以便它們可以在手術(shù)實踐中使用。 FDA批準(zhǔn)的道路很漫長，但最終他們可以在臨床應(yīng)用中看到他們的蜜蜂啟發(fā)式手術(shù)針，用于改善微創(chuàng)手術(shù)程序。

這兩位工程師在《微創(chuàng)治療與聯(lián)合技術(shù)》和《生物靈感與仿生學(xué)》雜志上發(fā)表了關(guān)于他們的外科針設(shè)計項目的文章。他們將在寺廟的富蘭克林學(xué)院展出他們的作品，作為臨時3D打印展覽的一部分。

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