世界医学和3D打印:更好听



Prototypster反复谈论了在建筑,构造和设计中使用3D打印的问题。我们在制造骨导助听器零件方面的经验已进一步证明,3D打印不仅用于制造具有美感并携带视觉信息的产品。

最近,一位客户要求我们为具有喷嘴功能的电子设备打印零件,并将其连接到人的头上。电子设备不过是骨传导助听器。为了使每个人都了解他们正在谈论的任务类型,我们将简要介绍该设备的原理。

工作原理

人类感知的声音以两种方式传输到内耳:通过空气和骨骼声音传导。最有可能的是,你们中的许多人已经看到了空气传导装置的外观-它们中的大多数是从外部连接到耳朵的。但是,在某些疾病和状况下,建议不要使用传统的耳后或耳内助听器。
在这种情况下,使用骨传导声音为患者提供助听器。在骨传导中,声音沿着颅骨传递到内耳。只是某种魔术!



BAN锚式助听器包括称为声音处理器和可植入的一个,包括一个钛骨植入物和钛支撑穿过皮肤的外部部件的。
声音处理器转换,处理和放大声振动,支架将声振动转换为机械振动,并将其传递到植入的钛针,该钛针放置在耳朵后面的颞骨中。原型制作者需要制造一部分并包含在设备的支架中并用作喷嘴。零件的尺寸很小-其高度和直径仅为7毫米。



由于处理器在运行过程中可能会变热,因此有必要寻找最安全且不可变形的材料来制造零件。主要安全条件是无毒性。我们认为,最适合此任务的材料是光敏聚合物聚酰胺。光敏聚合物是一种高强度材料,但同时具有较低的耐热性(最高48°)。聚酰胺经久耐用,加热到160°C时仍保持其性能。我们决定从两种材料打印模型。


用光敏聚合物和聚酰胺打印的零件

根据客户的2D图,Prototypster准备了零件的3D模型,然后将其发送以进行打印。结果,我们获得了与将处理器连接到设备喷嘴的所有必需参数相对应的支持。三维打印在医学中的应用越来越广泛:从各种医疗设备的零件打印到人体器官模型。

耳朵比人类听的更好

如果可以打印助听器的零件,为什么不能自己打印耳朵呢?这个想法在美国新泽西州普林斯顿大学的科学家脑海中浮现。他们设法在3D打印机上打印功能正常的耳朵,该耳朵比人类的耳朵能够更好地捕获射频。

让人想起“扩耳器”-韦斯莱兄弟在关于巫师哈利·波特的书中发明了耳形的听觉装置。普林斯顿大学的科学家反过来又在不求助于魔术的情况下,致力于创造一种有效且通用的将电子与人体组织融合的方法。



首席研究员Michael McAlpin表示,科学家“提供了一种使用3D打印技术共同生长生物组织和电子产品的新方法。”这只耳朵是将人体组织与电子设备连接的首次尝试。印刷耳朵具有螺旋形电子天线。研究人员将电子天线与人耳复杂拓扑中的组织连接起来:使用3D打印机,他们将水凝胶和人体细胞的基质结合在一起,形成软骨,而银纳米颗粒则位于天线底部。

同样在结构中,有两条线从耳朵的根部伸出并进入螺旋耳蜗(天线),在人体中也称为内耳。蜗牛是耳朵中感知声音的部分。在科学家创造的耳朵中,蜗牛连接到电极并且还能够拾取声音。

当前,打印的耳朵只能在无线电波上工作。该研究小组计划包括其他材料,以便也可以记录声音。进一步的研究和测试使得创造出真正的仿生器官成为可能,医生可将其用于替换患者体内的某些部位。

资料来源austinear.com

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN383581/


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