美國(guó)陸軍航空醫(yī)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員利用3D打印技術(shù)，為美國(guó)武裝部隊(duì)成員制作并測(cè)試了可定制的耳塞。
陸軍科學(xué)家的新技術(shù)制作護(hù)耳器，可用于防止武裝部隊(duì)成員的聽(tīng)力損失。士兵的聽(tīng)力受損，除了限制了他們參與社會(huì)交往的能力外，還可能導(dǎo)致他們?cè)趹?zhàn)場(chǎng)上變得更加脆弱，失去戰(zhàn)備狀態(tài)。
3D打印生產(chǎn)的耳塞
目前，士兵必須佩戴某種類型的聽(tīng)力保護(hù)裝置（HPD），而那些經(jīng)常暴露在有害噪音中的士兵則被納入了軍隊(duì)聽(tīng)力計(jì)劃（AHP）。該計(jì)劃通過(guò)一系列的臨床聽(tīng)力服務(wù)來(lái)預(yù)防聽(tīng)力損失，但士兵絕不是唯一的弱勢(shì)群體。在美國(guó)，每年估計(jì)有2.42億美元的費(fèi)用用于工人因報(bào)告的聽(tīng)力損傷而提出的賠償要求。
制作耳印來(lái)對(duì)抗聽(tīng)力損失，也是一項(xiàng)有風(fēng)險(xiǎn)的工作。例如，有時(shí)印模材料會(huì)越過(guò) "耳道塊"，而 "耳道塊 "的作用是保護(hù)內(nèi)耳，導(dǎo)致受傷，可能導(dǎo)致手術(shù)干預(yù)甚至聽(tīng)力損失。軍隊(duì)的研究人員試圖通過(guò)使用掃描方法、傳統(tǒng)的耳印材料、物理印模的數(shù)字掃描和3D打印技術(shù)的組合來(lái)緩解這類風(fēng)險(xiǎn)。將這些技術(shù)結(jié)合在一起，可以制作出定制化的耳塞，并讓研究人員評(píng)估每種方法的好處和性能。
傳統(tǒng)的制造工藝需要制作物理耳模印模，然后將其運(yùn)往耳塞制造商。然后，"耳模印 "被鑄造成耳部的負(fù)模，或者用耳壓掃描儀掃描，生成數(shù)字模型。目前這兩種方法都在使用，因此為了比較和優(yōu)化不同的技術(shù)，研究人員制作了6個(gè)不同的耳塞樣本。研究人員使用了物理耳印模和數(shù)字掃描的物理耳印模，以及三種不同的數(shù)字耳部掃描方法和內(nèi)部3D打印方法。
3D建模并打印耳塞
美軍研究人員首先利用光線捕捉的方法，對(duì)20名志愿者的耳朵和耳道進(jìn)行了三維模型制作。然后用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件對(duì)這些模型進(jìn)行了修改，制作出定制的合身耳塞，并分別使用三種制造方法進(jìn)行了制作。利用一系列掃描儀進(jìn)行掃描，以評(píng)估最有效的，由eFit、3Shape和Lantos提供的掃描。因此，五位受試者將使用印象型耳塞，五位來(lái)自eFit掃描，五位來(lái)自3Shape，五位來(lái)自Lantos。
數(shù)字化的掃描結(jié)果在內(nèi)部使用Cyfex Secret Ear Designer軟件進(jìn)行建模，并使用Envisiontec Perfactory Micro 3D打印機(jī)和E-Silicone M材料制造耳塞外殼。打印后，外殼在異丙醇溶液中清洗，然后用氣壓干燥。總結(jié)使用壓力聚合裝置Polymax 1來(lái)固化材料，在60度的溫度下大約需要15分鐘。
將得到的耳片交給試驗(yàn)對(duì)象，讓他們對(duì)每種設(shè)計(jì)的舒適度進(jìn)行評(píng)價(jià)，每種制造方法的結(jié)果都不一樣。雖然物理耳印的產(chǎn)品提供了最好的聽(tīng)力保護(hù)，但平均而言，它們也是最不舒適的。值得注意的是，使用數(shù)字掃描技術(shù)制作的耳塞，其效果遠(yuǎn)不如使用物理印模制作的耳塞。研究人員認(rèn)為，這可能是由于制作印模的人的技能和技術(shù)的原因，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)完善這一過(guò)程。
美國(guó)陸軍3D打印醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步
快速成型制造已經(jīng)經(jīng)常被美國(guó)武裝部隊(duì)所利用，試圖為士兵提供更好的醫(yī)療支持，在戰(zhàn)場(chǎng)上取得優(yōu)勢(shì)。
總部位于佛羅里達(dá)州的微點(diǎn)膠技術(shù)公司nScrypt于2020年3月為美國(guó)陸軍開(kāi)發(fā)出了nRugged，這是一款工具中的工廠（FIT）。這款3D打印機(jī)專為在惡劣環(huán)境下使用而設(shè)計(jì)，可以在不更換工具的情況下制作出從完整的電子設(shè)備到生物活性繃帶等產(chǎn)品。
2019年10月，美國(guó)Uniformed Services University of Health Sciences（USU）和美國(guó)紐約州西點(diǎn)軍校在沖突地區(qū)試點(diǎn)使用3D打印醫(yī)療設(shè)備。該實(shí)驗(yàn)表明，可以部署一系列儀器，以節(jié)省時(shí)間、降低運(yùn)輸成本和規(guī)避后勤挑戰(zhàn)。
美國(guó)空軍的一個(gè)研究小組在2020年4月3D打印了一種醫(yī)療手術(shù)牽引器。該儀器的設(shè)計(jì)目的是供野戰(zhàn)醫(yī)生用來(lái)?yè)伍_(kāi)傷口，可以部署在無(wú)法補(bǔ)充醫(yī)療用品的惡劣環(huán)境中。
研究人員的研究結(jié)果詳見(jiàn)于他們題為 "評(píng)估從數(shù)字耳部掃描和傳統(tǒng)方法制作的定制聽(tīng)力保護(hù)裝置 "的論文。該研究由美國(guó)陸軍航空醫(yī)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室于2019年12月發(fā)表，由JR Stefanson和William Ahroon共同撰寫(xiě)。
來(lái)源：中關(guān)村在線
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