3D打印、运动跟踪技术为兽医骨科患者创造新的治疗选择

2023年6月5日，南极熊获悉，得克萨斯A&M 大学兽医学院和生物医学科学学院 (VMBS) 的科学家们，利用3D打印技术和运动追踪系统开发了一种定制化的外科治疗方法。这种方法可以为动物提供更精确、更有效的骨科手术和康复治疗。

△德克萨斯A&M大学兽医学院和生物医学科学学院的Kate Barnes博士

Barnes是A&M大学的临床副教授，专门研究小动物骨科。她在VMBS小动物教学医院(SATH)的研究和临床实践中，通过定义3D打印在医疗保健中的作用，并将移动性评估技术作为步态实验室的一部分应用到兽医学领域。这项研究的结果对于提高兽医骨科领域的治疗水平和改善动物的生活质量具有重要意义。

△3D打印的“骨头”

3D打印与兽医学

Barnes利用她办公室的3D打印机打印生物相容性材料，使得VMBS处于兽医学领域的发展前沿。尽管在人类医学中使用3D模型更为常见，用于制造定制替代零件和医疗设备，但Barnes表示，在兽医学中使用3D打印手术指南的做法仍处于发展阶段。

Barnes对将3D模型应用于手术方案非常感兴趣，不论是在手术规划阶段还是实际手术过程中。

她说：“我们可以借助3D打印机完成一些工作。首先，我们可以使用我们的3D软件查看骨骼，并进行虚拟手术规划。通过在3D环境中进行评估，我们可以更容易地评估四肢和骨骼的情况。实际上，我们还可以打印出模型，以便在手术计划过程中评估畸形和骨折，并且我们可以使用这些模型来模拟手术实操。”

Barnes和她的团队利用打印的3D模型治疗狗和猫中最常见的问题之一，即肢体成角畸形，即肢体不直的情况。这种肢体畸形可能是外伤或生长不当的结果，通常需要进行手术切割来精确地重新对齐畸形的肢体。

△Barnes从打印机的构建平台上取下3D模型及支撑物

为了确保切割的准确性和高效性，SATH的整形外科医生可以打印3D手术指南，这是通过使用特殊软件开发的定制模板，在手术计划阶段使用。一旦打印出导板，它们会在手术过程中固定在骨骼上，为外科医生准确显示切割的位置和角度，以矫正畸形。

这些指南对于它们是根据每个患者的准确尺寸和形状定制的这一点非常有益。

Barnes表示：“如果一切都已经计划好了，使用手术指南可以缩短手术时间，降低感染等风险。如果没有指南，自由处理的情况可能不太准确。”

因此，手术指南有助于确定手术时间，提高手术的准确性，并减少动物在麻醉下的时间。然而，将3D打印推广为更主流的挑战之一是兽医们面临的高昂价格，包括软件、打印机和生物相容性材料的成本，这些材料可安全用于生物体内。

Barnes表示，幸运的是，由于其回报超过了设备成本，德克萨斯A&M大学可以为兽医患者提供这些资源，并以对动物所有者可承受的价格提供治疗。

△近几年，3D打印在兽医学市场上的应用越来越普遍

前沿兽医技术

除了3D打印技术之外，Barnes和SATH团队在步态实验室中帮助改善狗的活动能力的工作。他们利用运动跟踪技术进行运动学评估和动力学评估，以监测狗的关节运动和重量承受情况。步态实验室的结果提供了客观的数据，帮助监测狗的康复进展。这项工作对于兽医学产生重大影响，

据悉，美国德克萨斯州A&M将继续推动兽医研究走向未来，授权了Barnes的3D打印研究和步态实验室等工作。这些技术在兽医外科技术方面相对较新。

她表示：“在人类医学中，这些技术更为常见。虽然在兽医学中也越来越容易获得，但通常需要更多时间。其他大学也在从事这方面的研究，但这绝对是未来的方向之一。”

Barnes对未来充满期待，她将继续推动这一运动的发展。她表示：“这些技术在兽医学领域越来越常见，所以我们希望有更多机会使用它们。如果您知道任何肢体畸形的狗，请带它们过来。我们将非常乐意为它们提供帮助。”

通过结合3D打印技术和运动追踪系统，兽医可以根据患者的特定情况设计和制造定制化的植入物和支具，从而改善治疗效果和康复过程。