加拿大水族馆为海象3D打印金属牙冠,保护濒临灭绝的动物

3D打印快讯
2020
10/30
09:46
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2020年10月30日,南极熊从外媒获悉,加拿大高等技术学院(éTS)和蒙特利尔大学的研究人员,为魁北克水族馆(Aquébec Aquarium du Québec)的濒危海象3D打印了金属牙冠。

目前,这四只海洋哺乳动物正在水族馆进行保护,但新的混凝土居所并不太适合它们,因为它们经常会用自己的獠牙将自己拉出水面。为了保护海象的牙齿,研究人员利用3D扫描和3D打印技术,精确的制造出金属牙冠,可以准确地贴合海象的獠牙,防止它们出现牙齿脓肿。

蒙特利尔大学动物医学教授Claire Grosset博士解释说:" 用牙齿行走 在冰和土壤构成的自然环境中没有问题,但在由混凝土、金属和其他材料组成的栖息地中,情况就不同了,这些动物的重量可以达到一吨以上。"

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研究人员的3D打印牙冠成功地安装在一只海象身上(如图),以防止它们的獠牙受损,图片来自CNW集团/高等技术学院

呵护濒危海象

许多大西洋海象,在科学界被称为Odobenus rosmarus,曾经生活在加拿大的北极北部地区,但多年来它们一直受到灭绝的威胁。大西洋海象在17世纪至19世纪期间因象牙、肉和鲸脂而被猎杀,现在在纽芬兰和新斯科舍省曾经的人口密集地区已经完全灭绝。

石油和天然气钻井现在也成为对北极哺乳动物的威胁,因为它减少了可用的海冰数量,并导致这些对声音和压力敏感的动物发生踩踏事件。为了确保这些濒危物种能够繁衍,并引起人们对它们困境的关注,魁北克水族馆收留了它们。

海象的拉丁名Odobenus rosmarus大致翻译为 "用牙齿行走",这是对它们在自然栖息地活动方式的恰当描述。不幸的是,现在它们生活在水族馆里 海象围栏周围的混凝土和金属表面可能会对它们的牙齿造成损害,使它们面临牙齿脓肿的风险。

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△加拿大北部的海象(图)正成为日益濒危的物种,图片来自世界自然基金会

3D打印的牙科护理方法

水族馆里的一只重达400公斤的四岁雌性海象,被发现有特别的风险,獠牙可能会破裂或断裂。为了防止对牙齿造成任何进一步的损害,兽医专家建议用定制的金属冠保护它们。

虽然过去已经开发出了其他的牙冠,但它们都是采用传统的生产工艺制作的,研究小组首先评估了哪种金属材料适合作为牙冠。最终研究人员选择了钴铬合金,因为它可以耐摩擦,同时在盐水中不易氧化。

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△团队为海象安装3D打印的牙冠时,没有使用局部麻醉剂,图片来自CNW集团/高等技术学院


研究人员3D打印了三种不同的牙冠,它们与象牙的间隙在0.25毫米至0.45毫米之间。手术的兽医能够根据情况选择最佳的牙冠,既不会削弱粘合剂的粘合力,也不会阻止它与象牙紧密贴合。

因为麻醉剂对海象有很多潜在的危害,所以团队决定训练海象完全静止,然后为它安装牙冠。在几个月的时间里,每天训练海象三四次,让它保持越来越长的时间不动,并在成功后给予奖励。

最终,这只海栖动物成功地连续保持稳定5分钟,这让兽医专家成功地装上了一个3D打印牙冠。根据研究人员的说法,正是由于牙冠独特的生产工艺,以及哺乳动物和它的训练师之间的默契配合,使得整个手术成为可能。

近年来,3D打印已经被证明是一种有效的野生动物保护手段,方式多种多样。

来自肯特大学的科学家和保护组织Paso Pacifico,开发了3D打印海龟蛋,以防止哥斯达黎加的真龟蛋被盗和交易。这些被昵称为 "InvestEggators "的3D打印设备具有GPS跟踪器,使它们能够用来发现长达137公里外的非法贸易路线。

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与此同时,来自佐治亚理工学院的工程师们设计了一种创新的方法来监测亚特兰大植物园的环境:一个3D打印的Slothbot,这种机器人哺乳动物目前正在40英亩的森林上方的树上徘徊,确保那里的温度、天气和二氧化碳水平保持一致。
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香港大学(HKU)的一个建筑师团队3D打印了128块六边形粘土砖,并将它们扔进了海里,试图保护那里的一个本地海洋公园。人们希望,这些用海湾中的热门物种播种的人造结构,能够为脱落的珊瑚提供一个新的家园,让它们登陆。
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2020年2月8日,四川朱鹮繁育中心一只雄性朱鹮在一场激烈的配偶争夺战中嘴巴受伤。饲养人员发现时朱鹮下喙中部已折伤。随后受伤朱鹮被隔离观察。3月1日,繁育中心工作人员吴永中发现,受伤朱鹮下喙前端8厘米已出现坏死,需将其截掉。下喙失去支撑后,受伤朱鹮无法自主进食,无法梳理羽毛,影响其求偶信号发出,失去了原有的雄姿。四川沐川朱鹮繁育中心成功为其安排了3D打印喙安装手术(使用PEEK高强度材料)。

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很早之前,3D打印的的假肢或者植入物就开始为动作治疗了,南极熊也报道过了很多相关的案例。

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△小狗Derby腿型3D打印定制义肢

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△3D打印机为灰雁Vitória制作义喙

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△丹顶鹤3D打印钛合金义喙

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△乌龟Uga3D打印制作假肢

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△赤脚龟3D打印壳

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△企鹅“风笛”3D打印义肢


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