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編者語:

       本月上旬陽銘科技與華工、廣州立德動物醫院共同發起3D打印丹頂鶴鈦合金義喙的公益救助活動,在社會上引起巨大反響,騰訊新聞、今日頭條、鳳凰新聞、新浪新聞、澎湃新聞等國內主流新聞媒體以及3D行業新聞媒體都紛紛報道,廣州電視臺也專門針對專門針對本次公益活動,進行了采訪報道。證明廣大群眾對3D打印技術在動物醫療領域的發展,是充滿好奇與期待的。通過本次救助丹頂鶴的成功案例,陽銘科技開啟了中國3D打印在動物救助精準醫療應用的先河,拓開了3D打印技術更多的應用空間。





      7月10日下午,全球首例3D打印鈦合金義喙--救治世界瀕危野生動物丹頂鶴的公益手術,在廣州立德動物醫院內順利進行。短短30分鐘的手術,背后卻是三組團隊一個多月來的共同努力。

                                                                                                                                                                                       圖1(丹頂鶴成功安裝3D打印鈦合金義喙)


      6月上旬的一天,立德動物醫院迎來一位不速之客——國家一級野生保護動物丹頂鶴。三周前它因在動物園里“打架”,導致上喙幾乎完全斷裂,斷端感染嚴重使得上喙徹底壞死。因上喙缺失,丹頂鶴無法自主進食,危及生命。醫院護士每天都要花上兩三個小時喂食上百條丹頂鶴(立立)最愛吃的泥鰍來維持它的生命。

圖 2 (丹頂鶴受傷的上喙)


      丹頂鶴是世界瀕危野生動物,也是國家一級保護動物,中國境內僅剩1000多只。丹頂鶴的壽命正常可以達到50-60年,而”立立”只有6歲。

      廣州立德動物醫院吳院長、廣州市陽銘新材料科技有限公司總經理陳梓煜博士、華南理工大學增材制造實驗室的宋長輝博士,一拍即合,決定為立立安裝一個3D打印的義喙,決定把人類的科技成果運用到救助丹頂鶴上。一場有著重大意義的救助活動開始了。

      由于在全球, 從來沒有為丹頂鶴3D打印制作義喙的相關先例,又因丹頂鶴的喙部,整體形狀細長,內部為中空結構,上喙斷裂面凹凸不平,可用于固定打釘的位置過少,組織神經器官多而且情況復雜等,導致義喙的制作難度很大。面對困難,年輕的勇者并未膽怯,他們進行深入溝通研究,方案很快就確定下來:為搶奪時間,取得精準數據,節省成本,先用FDM技術3D打印塑料模具進行試裝,待形狀確定后,再用鈦合金作為義喙材料,用激光燒結設備3D打印義喙。 

      受傷的丹頂鶴還有50多年的壽命,塑料材料因其特性,打印義喙無法伴其終生;選用鈦合金材料打印義喙,其重量輕、硬度高以及抗腐蝕能力強,是最為合適的材料,但沒有準確的數據,直接進行鈦合金3D打印,不可能一次就成功,若反復多次,時間與成本,都消耗不起,所以選擇FDM與金屬燒結相結合。

                                                                                                         圖3 (陽銘陳博正在測量丹頂鶴喙部三維數據)


圖4 (陳博與華工技術人員商討模型制作方案)


                                                                                      圖 5   (測量數據后畫出的義喙模具圖紙)

 

圖 6 (陽銘FDM打印的七個丹頂鶴的義喙模型)

    

     經過了7次義喙塑料模具的制作修改與安裝測試后,定下了最終的版本。

圖 7 (醫生為丹頂鶴試裝FDM打印的義喙)


      最終版本的三維數據被送往華工,利用金屬3D打印機制作鈦合金假體。幾天后,“立立“的鈦合金義喙制作成功。

     圖 8 (華工激 光燒結打印的鈦合金丹頂鶴義喙)


      7月10日,動物醫院正式開始了手術。在“立立”接受麻醉,進入昏迷后,醫生們按照事先計劃好的手術方案,在30分鐘內就完成了整個義喙的安裝。

        圖 9(動物醫院的醫生們正在為“立立”進行義喙安裝手術)


  圖 10 (手術后立立開始適應新的鳥嘴)

     

      當“立立”慢慢蘇醒后,察覺到自己有了一副新的鳥嘴,在大家緊張注視下,它開始追逐水桶里的小魚,終于逮住了一條。“立立”目前已能自主進食。這時候,所有人都長舒一口氣,一個多月的努力終于得到回報。


    圖11 (丹頂鶴‘’立立‘’已能自主捉魚)


      這是一次3D打印技術應用于野生動物救助的成功案例,同時,也是3D打印熔融沉積(FDM)技術與激光燒結(SLM)技術之間相結合的完美應用案例。工業級FDM技術的高效、便捷、穩定性,為丹頂鶴義喙模型墊定了精準的基礎,節省了大量的時間與成本。而SLM打印技術的堅固、耐用、安全性,為長壽動物---丹頂鶴裝上了能伴隨它終身的義喙。

      隨著國內首例3D打印救助世界瀕危野生動物丹頂鶴的公益項目的成功,開啟了中國3D打印在動物救助精準醫療應用的先河,驗證了在精準醫療中,FDM與激光燒結兩種方法的互補作用不可小覷,為3D打印精準醫療應用解決了時間、精度、成本等難題,拓開了3D打印更多的應用空間。




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