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进击的蜜蜂:3d打印手术针

日期: 2018-06-07
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说到蜜蜂,大部分人第一时间想到的无非是采蜜、针刺,而国外的工程师们却从蜜蜂的尾部针刺获得了灵感,他们利用3D打印技术开发新型手术针头。他们先后研究了包括黄蜂、蚊子等昆虫的针状突起,最终选择了蜜蜂的毒刺作为新设计的基础。


进击的蜜蜂:3d打印手术针

蜜蜂尾部的螫针有倒钩,它会相对平直地穿过皮肤进入组织,而这种效果正是工程师们想要达到的。他们使用显微镜仔细观察螫针位置,取出后进行研究。

蜜蜂螫针的形状完全符合研究人员的要求,他们希望创造出能减少组织损伤同时提高精确度的仪器。受到蜜蜂螫针的启发,他们开发了一种设计,针头上刻有小刻痕或倒刺。这些倒钩将减少针的插入和拔出力,这有助于进一步减少组织损伤。


进击的蜜蜂:3d打印手术针

“一般来说,手术针在插入组织时会由于其尖端设计而弯曲,”Hutapea说。 “针在偏离目标途中的计划路径,例如癌组织或肿瘤,通过这种形状,曲线是有限的 – 它更容易控制机器人设置,这很关键,因为如果针曲线,你错过了目标。“

该项目的下一个阶段是关注以最佳方式实现设计所需的材料。原型使用聚合物混合物放在一起,但最终的针头需要用金属进行3D打印。研究人员认为,金属3D打印技术目前还不能达到他们想要的水平,因为他们要求金属针具有亚毫米尺寸和高纵横比。


进击的蜜蜂:3d打印手术针

“同时,我们目前正在通过研究开发混合金属聚合物针的制造方法来达成折衷方案,”Hutapea说。 “希望是在两三年内,我们拥有这项技术。”

他们的目标是最终3D打印这些针头,以便它们可以在手术实践中使用。 FDA批准的道路很漫长,但最终他们可以在临床应用中看到他们的蜜蜂启发式手术针,用于改善微创手术程序。

两位工程师在期刊Minimally Invasive Therapy and Allied Technologies,Bioinspiration&Biomimetics上发表了关于他们的手术针设计项目的文章。他们将作为临时3D打印展览的一部分在Temple’s Franklin Institute展出他们的作品。


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