在气球上3D打印所带来的医疗技术突破

发表于：2015-06-19

　　FergalCoulter是诺丁汉特伦特大学（NottinghamTrentUniversity）艺术、设计和构建环境学院的讲师和博士生。他在管状/绝缘/弹性的最低能源结构、心脏辅助装置、拉胀结构、软机器人和印刷电子等方面有3D打印应用经验。

 

　　他的最新项目——充气结构的3D扫描和打印，使用了多层的硬质硅胶（邵氏硬度A达到73）在一个充气的硅胶气球上创建出了无缝的蜂窝状结构。 

　　Coulter使软硅胶充气膨胀后对其进行3D扫描，这些扫描结果被用于在一个充气的芯棒上使用更硬的硅胶3D打印出拉胀六韧带手性蜂窝结构。

　　这样拉胀结构在可展开变形结构、各种医学治疗等方面有着广泛的应用潜力。这些结构与常规的进行相位和形状变形的外部制动器不同，只需单个刺激，比如热或电流，就可以启动一个机械响应。 

　　这种具有形状记忆功能的“聚合物拉胀六边形手性蜂窝结构”可以定制并根据一种刚性反应进行调整，通常是通过改变被称为“互毂连接”的角度来达到目的。

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　　当3D打印的有机硅层被固化后，将气球心轴放气，这种结构会相应收缩，就制造出了一个最低能量结构（MES）管。

 

　　同时，Coulter还正在研究所谓的“智能主动脉移植”。研究人员们希望能够有一天将其植入上主动脉被切除的部分，以改善心脏的工作效率。这种智能材料在被施加了电压后会扩展，这种折纸式的拉胀技术可以折叠和展开。 

　　研究人员的想法是，这种移植物可以仿照心脏跳动的方式在患病的心脏上创造一个反血流装置，当心脏充满血液膨胀时，这个“编织管”就会相应地增加对心脏的压力。而当心脏将含氧血液泵到身体里时，该“编织管”反而会受到刺激进行扩张，减轻对心脏的压力，从而增加血流量。 

　　Coulter和他的同事们可以根据MRI扫描数据通过3D打印技术为患者定制这种“编织管”。

　　Coulter目前正在与研究团队负责人PhilipBreedon一起工作，他说当前的研究成果是具有突破性的，它具有比当前的治疗方式更加有效的潜力。