内华达大学拉斯维加斯分校利用三维打印技术革新海狮兽医培训

编辑者: Olga Samsonova

内华达大学拉斯维加斯分校(UNLV)的研究人员正通过整合增材制造技术,为海洋哺乳动物的兽医培训带来变革。该项目利用先进的三维打印技术,构建了高度仿真的加州海狮骨盆区域模型,专门用于外科手术实践。此项工作标志着野生动物保护、机器人工程和生物医学创新之间的深度融合,旨在为应对持续发生的海狮搁浅危机提供技术支持。

这些合成模型的关键在于其对真实生物组织的细致复刻。研究团队整合了从计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)获取的容积成像数据,对海狮骨骼的复杂解剖结构进行精准的逆向工程重建。模型不仅精确再现了骨骼的解剖轮廓,还模拟了组织的柔韧性、密度,并融入了软体机器人学原理以重现肌肉的弹性,甚至精确重现血液流动的特性。这种高保真度的模拟环境,使兽医能够在接近真实条件的情境中,反复演练如精细的血管采血等关键操作。

这项技术为传统的兽医培训模式带来了伦理上的优化,它提供了一种替代方案,用以取代过去依赖动物尸体进行医学模拟训练的做法,在动物福利方面具有显著的积极意义。此外,这些定制化的3D打印模型还能协助兽医针对特定个体动物进行个性化的手术方案规划,确保手术的精准度与个体化需求相匹配。这种跨学科合作,将工程学的前沿技术直接转化为对野生动物的实际救助能力。

从更广泛的生物医学应用来看,3D打印技术在定制化医疗器械方面已展现巨大潜力。例如,在骨科领域,研究人员已成功利用该技术制造出与患者骨骼形状精确契合的定制化植入物和手术导板。尽管本研究聚焦于海狮的软组织和骨骼结构模拟,但其底层技术逻辑与人类骨肿瘤假体的定制化设计理念相通,即通过多模态影像数据融合,实现结构与生物力学的精准匹配。这种技术路径的成功,为未来更复杂的野生动物康复器械和训练工具的开发奠定了基础。

UNLV的兽医学预科项目关注动物的健康与福祉,此次海狮模型的开发正是将尖端工程技术应用于野生动物医疗教育的例证。通过这种方式,研究人员不仅在训练下一代兽医,也在积极探索如何利用工程学手段,为面临复杂创伤的野生动物提供更人道、更高效的医疗干预,从而在保护生物多样性方面发挥积极作用。

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来源

  • Scienmag: Latest Science and Health News

  • Scientific Reports

  • Bioengineer.org

  • UNLV

  • ResearchGate

  • MRSEC News

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