15、人体器官逆向工程与静电纺丝和3D/4D打印协同集成在生物医学中的应用

人体器官逆向工程与静电纺丝和3D/4D打印协同集成在生物医学中的应用

人体器官逆向工程

在医学领域，人体模型的重建是一个复杂的过程。目前已经有多种方法用于创建人体模型，其中一种是解剖特征法（MAF），该方法专注于设计人体骨骼和植入物的3D模型。通过添加特征产品特征（CPF）方法作为MAF过程的一部分，进一步增强了MAF的功能。

利用这种方法，可以创建人体器官的不同类型的复杂模型，包括功能模型、几何模型和材料模型，并将其应用于计算机辅助手术（CAS）中，从而改善患者的治疗和康复过程。

例如，在膝关节的研究中，展示了膝关节的3D呈现模型（源自塞尔维亚尼斯临床中心的CT扫描，分辨率为512x512，切片厚度为0.5毫米）。这些模型在CATIA（有许可证）中制备，但可以导出为独立格式，如STEP或IGES，并自由使用。这些模型可以帮助外科医生使用带有CAD软件的CAS正确准备手术干预，并防止一些并发症。

对于InternalBrace创建的功能模型（FM）包括几何、功能和材料模型。通过使用已经定义的胫骨和股骨的几何模型来定义支架的几何模型。构建两个轴来定义InternalBrace穿过股骨和胫骨的方向。InternalBrace的宽度和长度是参数值，可以根据需要进行更改。功能要求在前面的部分已经说明，而材料则根据临床应用来定义（如FiberTape®缝合线 - 聚乙烯）。通过创建这种类型的FM，设计师和外科医生可以进行不同的修改，以准备和进行手术干预。

下面是人体器官逆向工程的简单流程：
1. 数据采集 ：通过CT扫描等方式获取人体器官的相关数据。
2. 模型创建