UNLV розробляє 3D-друковані моделі для вдосконалення ветеринарної підготовки морських ссавців

Дослідники з Університету Невади, Лас-Вегас (UNLV) впроваджують нові методи у ветеринарну підготовку морських ссавців, використовуючи технології 3D-друку та м'якої робототехніки. Проєкт зосереджений на створенні високоточних синтетичних моделей тазової області каліфорнійського морського лева, що дозволяє фахівцям відпрацьовувати складні хірургічні маніпуляції в умовах, максимально наближених до реальних.

Лабораторія Активних Матеріалів та Розумного Життя (Active Materials and Smart Living Lab) UNLV розробила ці фантоми, які відтворюють не лише складну анатомію кісток, але й імітують тактильні властивості біологічних тканин, включаючи їхню гнучкість та щільність. Ключовим елементом є використання об'ємних даних візуалізації, отриманих зі сканувань КТ та МРТ у форматі DICOM. Це дає змогу точно відтворити венозні та артеріальні структури, дозволяючи ветеринарам відпрацьовувати критично важливі процедури, як-от взяття крові в зоні тазу, у реалістичних умовах.

Дослідження інтегрує принципи м'якої робототехніки, де штучні м'язи реагують на механічний тиск або електричні стимули, імітуючи скоротливість природних тканин. Цей підхід пропонує етично обґрунтовану альтернативу традиційній практиці використання туш тварин для медичних симуляцій, що відповідає зростаючій етичній свідомості у ветеринарній освіті. На відміну від консервованих трупів, синтетичні моделі забезпечують стабільну та реалістичну навчальну базу, а також можуть бути адаптовані під унікальну анатомію конкретної особини.

Дослідження, опубліковане в журналі Scientific Reports, демонструє синергію між збереженням дикої природи, інженерією робототехніки та біомедичними інноваціями. Ініціативу очолює команда, до якої входять аспірант-дослідник Деніел Фішер та професор Кванг Кім. Ця робота має ширші наслідки, виходячи за межі допомоги морським ссавцям, зокрема, у контексті реагування на токсичні водоростеві цвітіння. Дослідники планують, що розробки закладуть основу для створення новітніх імплантатів або процедур, які можуть покращити життя як тварин, так і людей.

Подібні тенденції до заміни живих тварин у навчанні спостерігаються і в інших установах; наприклад, у Корнелльському університеті з 2010 року використовують роботизованих собак та котів для симуляцій. Загалом, 152 зі 159 медичних шкіл у США вже відмовилися від використання живих тварин на користь сучасних альтернатив. Моделі UNLV відрізняються динамічністю, імітуючи кровотік та м'язову реакцію, що є складним завданням для багатьох існуючих симуляторів. Подальші дослідження команди включають тестування стійкості матеріалів у водному середовищі, що є критично важливим для розуміння взаємодії анатомії з рідиною в умовах, подібних до природного середовища морських левів.