近年来，加州南部海岸的海洋生物一直处于危机状态，越来越多死亡或生病的海狮被冲上岸。

其原因可追溯至有毒藻华，尤其是软骨藻酸，它是一种神经毒素，可导致癫痫发作、脑损伤和死亡。

为了诊断和治疗那些自行搁浅的患病海狮，兽医专业人员需现场从动物身上采集血液。

为了改进这一程序并使兽医工作更高效，内华达大学拉斯维加斯分校的一个研究团队结合医学影像和3D打印技术，开发出了一种合成海狮骨盆模型。

这个3D打印模型用作培训模拟器：它具有透明的结构和逼真的骨骼及软组织纹理，使兽医专业人员能够通过真实的反馈和清晰的可视化来练习海狮采血。

此外，这个仿真模型可实现重复注射，便于大量练习。

该模型的使用最终可以改进真实的采血过程，目前真实的采血依赖于手动触摸来寻找最佳采血点，因此可能耗费大量时间。

这个3D打印的仿真模型本身相当复杂，并紧密模拟了海狮骨盆的力学和解剖学特性。

团队通过使用由CT扫描生成的DICOM图像来创建逼真的3D模型，并在此基础上结合SLA和FDM 3D打印以及凝胶浇注技术，制造了这个触觉培训装置。

骨盆骨骼结构是在Formlabs Form 3 打印机上3D打印的，随后浸涂了一种模仿肌腱、韧带和肌肉组织的材料。

根据发表在《Scientific Reports》上的研究，其外壳也使用SLA技术3D打印，不过用于外壳的是弹性和柔性树脂，而非用于骨骼结构的刚性树脂。

脂肪层则是用合成明胶浇铸而成，以模仿组织。

最终成果是一个高度逼真的模拟器，能让兽医或学员在视觉清晰度和触觉反馈的帮助下练习海狮采血。

这可以使他们在对真实动物进行操作之前，了解针头应放置的位置以及需要刺入的深度。

“他们不用再使用尸体，而是可以观察栩栩如生的器官，”机械工程教授、该研究的合著者Kwang Kim说道。

“你可以想象或阅读一些资料，但那只能带你走这么远。拥有一个逼真的结构来进行训练，是一个潜力无限的独特机会。我认为这只是冰山一角。”

这项研究本身发端于“活性材料与智能生活实验室”，这是由Kim在UNLV运营的一个尖端实验室。

Kim本人被公认为软体机器人领域的领军研究者。

尽管3D打印的海狮骨盆可能对帮助兽医诊断、治疗和监控加州的严峻形势产生实际影响，但该项目对于Kim和研究第一作者Daniel Fisher来说仅仅是个开始。

“这个项目的可能性是无限的，”UNLV工程研究生研究员Fisher说道。

“我们正努力为能够改善人类和动物生活以及环境的创新植入物或手术方法奠定基础。”

“我相信，通过对DICOM数据精心的模拟和三维解剖建模，我们能够3D打印出身体的任何静脉或动脉结构。”

“通过使用微CT扫描或MRI，我们能够在制造中获得更精细的细节，为外科医生和兽医提供一种练习任何手术方法的手段。”

在他的雄心清单中，包括开发可植入的人工肌肉。

正如他所说：“我希望研究能够恢复人手功能的生物相容性材料，或者使用可植入的人工肌肉。更直接的影响是改进这些兽医程序并使海狮受益，但也有望在将来使人类受益。”