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美国空军使用3D打印技术生产按需外科手术处理器

摘要:

   中国3D打印网4月30日讯,美国空军(UAF)的研究小组已成功使用3D打印技术生产了手术牵开器。该医疗仪器创建使用了台式3D打印机,旨在用于后勤挑战性敌对环境中,在该环境中无法使用常规方法补充医疗用品。

   中国3D打印网4月30日讯,美国空军(UAF)的研究小组已成功使用3D打印技术生产了手术牵开器。该医疗仪器创建使用了台式3D打印机,旨在用于后勤挑战性敌对环境中,在该环境中无法使用常规方法补充医疗用品。

        它是作为概念证明而产生的,目的是建立3D文件的数字图书馆,该图书馆可用于生产3D医疗器械。这将使部署的医务人员能够在现场的任何地方按需下载和生产一系列医疗设备。

空军牵开器的设计文件图像(左)和演示支撑物(右)
  空军牵开器的设计文件图像(左)和演示支撑物(右)。牛津大学出版社摄。
“空军”手术牵开器
        手术牵开器是野外医生用来分离伤口或切口边缘以便对受伤的身体部位或肢体进行手术的器械。因此,设计3D打印牵开器时要考虑到现场使用。它由两个大小不同的平行刀片组成,其中一个刀片设计用于狭窄的伤口,另一个刀片设计用于需要更宽阔的通道的情况。它的两端都有向下倾斜的弯曲叶片,以方便进入和安装,由于其与战斗机后掠机翼的相似性,因此赢得了“空军牵引器”的绰号。
          该设备是使用具有灰色树脂的Formlabs Form2 3D SLA打印机生产的,该打印机是通用的,通常用于原型制作。为了获得FDA的批准,该仪器将需要在可以消毒的树脂上生产,并且Formlabs提供了几种具有潜在医疗用途的光敏聚合物树脂。 Dental SG Resin是一种耐用的牙科生物相容性材料,已被确定为具有足够强度和耐用性的生物相容性材料,该团队打算在未来的迭代中使用它。
           使用Tinkercad和Blender提供的免费在线设计工具来创建和修改该项目的3D文件,该团队无需进行正式培训即可生产仪器,而不会产生相关的培训费用。这些程序为打印准备了3D模型,确保模型的缩放比例,分辨率和方向正确,并在必要时在打印过程中添加了支持。
 研究团队使用Blender的免费3D建模软件来生产原型牵开器
  研究团队使用Blender的免费3D建模软件来生产原型牵开器。通过Blender拍摄。
       该计划的下一步是尝试对该技术申请专利,并获得FDA批准,以使用不锈钢和射线可透性聚合物生产该仪器。该团队的最终目标是通过建立在线存储库或创建本地存储的文件以按需生产其他医疗设备的方式来复制另一项研究的结果,在该研究中,脊柱定位器在医疗机构中进行了3D打印和组装。
        研究团队承认,该策略存在挑战,包括生产时间,3D打印机的便携性,所生产仪器的尺寸限制以及使用打印机所需的培训。但是,他们仍然相信,该技术可以在数小时内用于补充用品,如果需要的话,甚至可以创造出新产品,例如假肢。
  美国空军和3D打印
      美国空军一直在增材制造技术的试验性新应用方面进行持续投资,以减少设备的成本和交货时间。去年2月,美国空军授予佛罗里达州的研究小组Sciperio II阶段资金,用于开发3D打印相控阵天线。这笔资金用于开发Sciperio的工具工厂系统(FiT),以便为美国空军的无人机和飞机制造定制形状的天线。该系统是多刀头制造机,用于在定制表面上制造微型相控阵天线。然后将它们作为其结构的一部分而不是作为单独的系统安装到无人机或飞机上,从而最大程度地减少了开支。

        总部位于俄亥俄州的AM加速器公司America Makes去年也与UAF合作,为传统飞机生产3D打印的低成本替换零件。 作为低成本维持先进制造(MAMLS)的三个阶段的一部分,美国国防部授予America Makes 900万美元的资金,以监督其完成情况。
         阿联酋航空还计划在今年晚些时候参加即将举行的高级制造业奥林匹克运动会,与增材制造公司,国防承包商,科技初创企业和大学竞争设计挑战。 空军旨在利用这次活动来测试其3D打印组件的功能,并扩大其供应链的制造来源。 该活动已从2020年7月7日推迟到现在,计划于2020年11月16日举行。

       该项目的发现在《军事医学》杂志上发表,题为“远征医学3D打印示例:空军牵开器”,它由James A Chambers,Kenneth P Seastedt和Jocelyn Raymundo-Grinstead合著。


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