3D打印技術(shù)在犬類救助中的應(yīng)用綜述

來源：中國工作犬業(yè)

隨著3D打印技術(shù)日漸成熟，對(duì)人們的生產(chǎn)與生活產(chǎn)生了巨大的影響,。其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛,，可在產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變的情況下進(jìn)行個(gè)性化定制，達(dá)到材料與病變部位的匹配,。同時(shí),，隨著寵物行業(yè)快速興起，3D打印技術(shù)在寵物救助上的應(yīng)用已初見端倪,。

3D打印技術(shù)打造犬輪椅

2015年,，美國俄亥俄州一頭名為Tumbles的混血獵犬，出生時(shí)就沒有前肢,，只有后肢,。由于身體殘疾，很難在與同胎出生的幼犬競(jìng)爭(zhēng)母乳過程中存活下來,，2周大時(shí)被送去了收容所人工喂養(yǎng),。一對(duì)夫婦了解到Tumbles的狀況后，主動(dòng)聯(lián)系收容所,，并聯(lián)系俄亥俄州大學(xué)創(chuàng)新中心,，使用3D打印機(jī)制造了一副輪椅。輪椅是為Tumbles量身定制,，花了14個(gè)小時(shí)才打印出來,。安裝完成后,，Tumbles可以自如地四處走動(dòng)，興奮的時(shí)候甚至可以跳起來,。

針對(duì)天生殘疾,，或者因傷致殘的犬，通過裝備輪椅,，可以讓犬在平坦的地面上自由走動(dòng),。國內(nèi)外通過3D打印打造輪椅的例子已非罕見，但是對(duì)犬的行動(dòng)力的幫助上還是有著較大的局限,。‍

3D打印技術(shù)打造犬義肢
如果說輪椅的局限性比較大,，那么義肢的出現(xiàn)則對(duì)局限有所改變。2014年,，美國一頭名叫Derby的混血哈士奇,，天生前腿畸形，限制了它的行走和奔跑,，只能跛行,。起初，Derby的主人給它的腿上裝了一副輪椅,，但效果并不好,。雖然Derby能跑了，但它的活動(dòng)仍然受到限制,，Derby無法和其他犬一起玩耍,，算不上是真正意義上的奔跑。

而后Derby的主人求助于3D打印技術(shù)團(tuán)隊(duì),，花了很多時(shí)間設(shè)計(jì)義肢,。因?yàn)閾?dān)心Derby可能會(huì)用義肢去刨土，而義肢會(huì)陷進(jìn)去,，研究人員采用了圓圈形狀的設(shè)計(jì),，原理類似于孩子們穿的跳鞋，同時(shí)用兩種材料打印,，通過使用一種名叫選擇性激光燒結(jié)的技術(shù),，成功打印出了適合Derby奔跑的尼龍義肢。裝上義肢后,，Derby每天都可以和它的主人一起奔跑3~5千米,。此外，隨著Derby不斷生長(zhǎng),，3D打印團(tuán)隊(duì)研究人員還為Derby逐漸加長(zhǎng)假肢,，讓它始終處于最佳高度。

此外,，中國,、波蘭和澳大利亞等國家先后都有救助人員使用3D打印技術(shù)打造犬義肢,。中國青島的一頭流浪犬“阿福”,，2條后腿膝蓋以下殘缺,，得到救助后，救助人員采用3D打印技術(shù),，讓“阿�,！钡暮笸饶芟瘛�11”一樣站立，后期也在不斷改進(jìn)設(shè)計(jì),，為“阿�,！贝蛟斐�2條能讓它奔跑起來的雙腿；波蘭的幼犬Shila在遭遇草坪事故后截?cái)嗔撕笾�,，無法正常行走,，只能拖著殘肢移動(dòng)，獸醫(yī)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過會(huì)診,，用鈦?zhàn)鳛椴牧?D打印制作義肢,，幫助Shila站立和行走；澳大利亞一頭格力幼犬Millie,，左前肢因嚴(yán)重受傷而截肢并裝上了普通的義肢，隨著Millie漸漸長(zhǎng)大,，它的義肢由于質(zhì)量重,、體積大等因素顯得不合適，它也經(jīng)常咬爛義肢來抗議,，為此它的主人不惜重金為它量身定制,，用3D打印技術(shù)打造了一條義肢，讓它能跟其它犬一樣奔跑玩耍,，Millie也成為澳大利亞第一頭成功安裝3D打印義肢的犬,。‍

3D打印技術(shù)打造犬面罩
2017年，美國加利福尼亞州的一頭4個(gè)月大的斯塔�,？ざ放�Loca,，與另一頭犬撕咬受重傷：顎骨骨折，顴骨骨折,，頸部也有一處小骨折,。加州大學(xué)戴維斯分校醫(yī)學(xué)院醫(yī)生先對(duì)Loca實(shí)行了手術(shù)，從右顴弓和右尾下頜骨上移除骨碎片,，而后會(huì)同學(xué)院學(xué)生,，設(shè)計(jì)了一種3D打印技術(shù)制作的有助于治療面部和頜骨損傷的面罩。

這種面罩是通過CT掃描成像,，完全針對(duì)Loca的頭骨制作,，可以精確地貼合它的頭部,，幫助優(yōu)化愈合過程。面罩還配有頸部繃帶,，以穩(wěn)定Loca頸部骨骼并限制其在愈合過程中的運(yùn)動(dòng),。使用面罩3個(gè)月后，再一次對(duì)Loca進(jìn)行CT掃描,，手術(shù)部位愈合良好,，康復(fù)進(jìn)行得十分順利，Loca在受治過程中也十分配合,。


3D打印技術(shù)打造犬頭盔
軍人和警察有時(shí)也會(huì)要置身槍林彈雨之中,，而頭盔就能為他們頭部提供充分保護(hù)，警犬也不例外,。2017年,，美國一廠商為警犬設(shè)計(jì)開發(fā)了一款3D打印頭盔，除了有型有款,，更可加上相機(jī)等裝備,，實(shí)用與外型兼?zhèn)洹ｎ^盔為尼龍所制,，耐用度高,，更搭載了球形護(hù)目鏡片，為警犬提供清晰視野,，鏡片也容易安裝及更換,。頭盔內(nèi)籠采用可替換式緩沖物料，避免震傷警犬頭部,，同時(shí)提供3種尺寸選擇,。頭盔頂部設(shè)有云臺(tái)，可裝設(shè)攝錄鏡頭,，以警犬的角度拍攝視頻留作證據(jù),。云臺(tái)亦十分堅(jiān)固，即使警犬發(fā)動(dòng)攻擊仍能將鏡頭緊緊固定在頭盔上,，相當(dāng)實(shí)用,。3D打印技術(shù)打造警犬頭盔，不僅可以有效保護(hù)警犬,，降低頭部受傷幾率,，更添加信息化元素，隨時(shí)留存證據(jù),。

3D打印技術(shù)打造犬頭骨
2016年,，美國安大略省獸醫(yī)學(xué)院借助3D打印技術(shù)為一頭患有頭部腫瘤的臘腸犬Patches進(jìn)行了治療。腫瘤長(zhǎng)透了Patches的頭骨,，甚至擠到了大腦和眼部,。醫(yī)生通過手術(shù)成功移除了長(zhǎng)入頭骨中的巨大腫瘤,，并植入定制的3D打印鈦金顱骨片，替代了Patches70%的頭骨,，植入物與頭骨創(chuàng)口完美貼合,，拯救了Patches的生命。

Patches手術(shù)成功的案例不僅標(biāo)志著北美獸醫(yī)領(lǐng)域的首次突破,，也標(biāo)志著癌癥研究領(lǐng)域可能出現(xiàn)新的重大突破,。對(duì)于未來的犬類和人類手術(shù)來說，3D打印技術(shù)可以免除在手術(shù)室中給患者植入醫(yī)療植入物的過程,，并通過縮短麻醉時(shí)間來降低患者的生命風(fēng)險(xiǎn),。在頭部、骨折和其他創(chuàng)傷引發(fā)的發(fā)育畸形方面,，對(duì)腫瘤移除后的組織重建都至關(guān)重要,。‍

3D打印技術(shù)打造“狗鼻子”
2016年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）的科學(xué)家們,，研究了犬類嗅聞的外部空氣動(dòng)力學(xué),，借助3D打印機(jī)，復(fù)制了拉布拉多犬鼻子的特征,，包括鼻孔的形狀,、方向和鼻腔結(jié)構(gòu)，打造出了“狗鼻子”,，在人工“狗鼻子”中的空氣流動(dòng)速度和犬呼氣吸氣的速度相同,。

在測(cè)試中，通過對(duì)空氣樣本進(jìn)行檢測(cè),，對(duì)于采取連續(xù)吸入方式的傳統(tǒng)檢測(cè)儀器來說，采取“主動(dòng)嗅探”技術(shù)能夠?qū)㈧`敏度提升4至18倍,，改善幅度的差異主要受到探頭與氣體來源之間的距離影響,。如果人工“狗鼻子”安裝在用來探測(cè)爆炸物品的檢測(cè)儀器的吸氣管尾端，便可以大幅提升該儀器的靈敏度,，用于對(duì)爆炸物品,、毒品、病原體甚至癌癥的檢測(cè),。此外,，人工“狗鼻子”排除了由于人的因素而造成誤差的風(fēng)險(xiǎn)。但是與犬由2億個(gè)嗅覺細(xì)胞組成的復(fù)雜嗅覺系統(tǒng)以及主觀能動(dòng)性相比,，犬依舊有著不可替代的作用,。‍

3D打印技術(shù)打造寵物犬
現(xiàn)如今，3D打印技術(shù)已經(jīng)融入了日常生活,，掃描人或?qū)櫸镏谱鲾[設(shè)已經(jīng)不新鮮了,。按照外貌特征將寵物犬按1：1的比例3D打印一件栩栩如生的復(fù)制品是商家不斷探索和開發(fā)的項(xiàng)目,。3D打印技術(shù)打造寵物犬，雖然對(duì)犬本身的救助作用不大,，但是對(duì)犬的紀(jì)念層面具有著重要意義,。

打造寵物犬的模型，皮膚,、大小,、質(zhì)地以及材料都可以自行選擇，不同的定制方式,，價(jià)格當(dāng)然會(huì)不盡相同,，但是每一頭寵物犬的塑像都十分可愛逼真。Facebook首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格曾給它的寵物犬過了一個(gè)6歲的生日,，送給它的生日禮物就是一個(gè)按照寵物犬本身3D打印技術(shù)打造的迷你模型,。

隨著基因技術(shù)的發(fā)展，也促生了3D打印技術(shù)基因復(fù)制公司,，并且宣稱利用3D打印基因技術(shù)生產(chǎn)定制活體寵物犬,。但是基因技術(shù)改造務(wù)必受生理、倫理等的限制,，因此這一項(xiàng)目能否施行還需要更深入的探討,。‍

綜上所述，3D打印技術(shù)的運(yùn)用,，在犬類救助方面發(fā)揮的作用與日俱增,，最大的優(yōu)勢(shì)在于因“犬”制宜，可以完美貼合,。打造的裝備可以輔助犬運(yùn)動(dòng),，保護(hù)犬、減少在戰(zhàn)斗環(huán)境中受到傷害,；打造完美貼合的骨骼替換物甚至是臟器,，極大地縮短了手術(shù)所需的時(shí)間，提高手術(shù)成功率,。相關(guān)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用也將為人類醫(yī)學(xué)提供有價(jià)值的信息,，為個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展奠定基礎(chǔ)�,；蛟S這就是3D打印技術(shù)的意義所在,，能夠幫助到大家，不管是動(dòng)物還是我們?nèi)祟�,，都是要讓大家擁有更美好的生活�?br />