來(lái)自俄亥俄州代頓市的美國空軍研究實(shí)驗室（AFRL）的研究人員已為3D打印鼻子模擬器申請了專(zhuān)利。不露面的喙被稱(chēng)為具有多種采樣模式的鼻子模擬器，可用于氣流評估，旨在作為上呼吸系統(tǒng)的精確科學(xué)復制品，使研究人員能夠評估空氣質(zhì)量對呼吸生理的影響。 AFRL的發(fā)(fā)明者Angela Dixon和Saber Hussain相信3D打印鼻子對于研究與呼吸有關(guān)的危害（例如缺氧，空氣中的納米顆粒和揮發(fā)(fā)性有機化合物）非常有用。

研究人員指出：“與典型的鼻腔鑄型不同，這種創(chuàng )(chuàng)新的生物混合上呼吸道模型可以更準確地表示生理呼吸功能，并進(jìn)行時(shí)空相關(guān)的組織分析。在這里，我們已將電子和生物元素結合在一起，以開(kāi)發(fā)(fā)一種機器人生物雜交體?！?/span>

3D打印鼻子模擬器。圖片來(lái)自美國AFRL。

復制人的鼻腔

人鼻子的內部解剖結構比人們最初預期的要復雜。當然，以前已經(jīng)嘗試過(guò)，但是為模擬鼻腔的復雜性而構建的生物工程系統(tǒng)很少能精確到足以用于高級空氣質(zhì)量研究的水平。此外，雖然以前的模型主要是通過(guò)研究那些將身體捐獻給科學(xué)的人而創(chuàng )(chuàng)建的，但現(xiàn)代3D和CT掃描技術(shù)的興起使我們能夠與還活著(zhù)的志愿者合作。

因此，AFRL的鼻子基于真實(shí)人鼻腔的診斷圖像，并設計為在Stratasys PolyJet和Carbon DLS 3D打印機上進(jìn)行打印。為了賦予設備自主呼吸的能力，研究人員還連接了風(fēng)扇系統(tǒng)，以模擬現(xiàn)實(shí)的氣流。鼻子內部是一組氣流探頭，旨在檢測諸如空氣速度之類(lèi)的參數(shù)，并檢測特定的鼻部組織相互作用。這用于繪制吸入的氣體和顆粒與鼻子的縫隙接觸的位置和時(shí)間。

更深入地研究鼻孔，我們實(shí)際上可以看到模擬器包括八個(gè)帶有探針孔的獨立模塊滑片，以容納傳感器。堆棧的每個(gè)部分都允許研究人員研究鼻腔的非常特殊的部分，并使用不透氣的墊圈將它們密封在一起以形成一個(gè)連續(xù)的通道。

研究人員得出以下結論：“我們通過(guò)推動(dòng)開(kāi)發(fā)(fā)更多栩栩如生的機器人設備，以雙重方式提供人類(lèi)固有的先進(jìn)機械功能和生物結構，努力提高生物工程技術(shù)的成就標準。正在進(jìn)行的工作將包括通過(guò)表征設備內可達到的流速來(lái)驗證該鼻子模擬器系統(tǒng)?！?/span>

鼻子連接到風(fēng)扇系統(tǒng)以模擬吸入。圖片來(lái)自美國AFRL。

美國空軍應用3D打印

雖然鼻子模擬器可能被認為是有點(diǎn)遙不可及，但它是空軍近年來(lái)開(kāi)展的許多3D打印相關(guān)項目之一。去年，美國空軍的一個(gè)研究小組使用臺式樹(shù)脂3D打印機設計并3D打印了手術(shù)牽開(kāi)器。該醫(yī)療器械旨在在物流困難的環(huán)(huán)境中使用，在這些環(huán)(huán)境中，并非總是能夠使用常規(guī)方法重新儲存醫(yī)療用品。

在其他地方，在空軍維持中心，一支工程師團隊成為第一個(gè)成功測試美國空軍飛機發(fā)(fā)動(dòng)機內的3D打印金屬部件的工程師。這一里程碑對于TF33-P103發(fā)(fā)動(dòng)機的備件生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)好兆頭，該發(fā)(fā)動(dòng)機為B-52 Stratofortress等飛機提供動(dòng)力。

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