加拿大研究人員3D打印金屬牙帽，以保護(hù)瀕危海象的牙齒健康

來(lái)源：白令三維

來(lái)自加拿大高級(jí)技術(shù)學(xué)院（TS）和蒙特利爾大學(xué)的研究人員為附近魁北克水族館內(nèi)一只瀕臨滅絕的海象的象牙制作了3D打印保護(hù)性“冠” 。水族館中有四只海洋哺乳動(dòng)物正在保護(hù)中，但是它們的新的混凝土棲息地不適合其牙齒需求，因?yàn)樗鼈兪褂胾sing牙將自己拉出了水面。使用3D掃描和打印方法，該團(tuán)隊(duì)能夠精確地制造出與海象的牙完全吻合的金屬蓋，并防止它們?nèi)菀资艿窖例l膿腫的影響。

“這種做法（在牙齒上行走）在由冰和土壤制成的自然環(huán)境中沒(méi)有問(wèn)題，”蒙特利爾大學(xué)動(dòng)物學(xué)教授克萊爾·格羅塞特（Claire Grosset）博士解釋說(shuō)。“但是在由混凝土，金屬和其他材料組成的棲息地中，情況有所不同，這些動(dòng)物可以承受這些動(dòng)物的重量，這些動(dòng)物的體重可能超過(guò)一噸。”

研究人員的3D打印冠成功地安裝在海象上（如圖），以防止其象牙受到損壞。

照顧瀕臨滅絕的海象

許多大西洋海象，在科學(xué)界被稱為Odobenus rosmarus，曾經(jīng) 生活在加拿大北部的北極地區(qū)，但多年來(lái)已經(jīng)面臨滅絕的威脅。大西洋海象在17至19世紀(jì)之間因象牙，肉類和油脂的稀少而被獵殺，如今在曾經(jīng)人口稠密的紐芬蘭和新斯科舍地區(qū)已完全滅絕。

如今，通過(guò)減少可利用的海冰數(shù)量并在對(duì)聲音和壓力敏感的動(dòng)物中引起踩踏，石油和天然氣鉆探也正成為對(duì)北極哺乳動(dòng)物的威脅。為了確保瀕臨滅絕的物種能夠繁殖并引起人們對(duì)其困境的關(guān)注，魁北克水族館將其納入其中。

該物種的拉丁名Odobenus rosmarus大致翻譯為“牙齒上的行走”，這是對(duì)它們?nèi)绾卧谧匀粭�息地中從水中升起的恰�?dāng)描述。不幸的是，既然它們現(xiàn)在生活在水族館中，那么海象外殼周圍的混凝土和金屬表面可能會(huì)損害其牙，使其有患牙膿腫的風(fēng)險(xiǎn)。

加拿大北部的海象（如圖）正在成為一種日益瀕臨滅絕的物種。

牙科護(hù)理的3D打印方法

水族館的一只400公斤的4歲雌性海象（可惜沒(méi)有按名字介紹）被發(fā)現(xiàn)特別容易龜裂或折斷其象牙。為了防止對(duì)珍珠白造成任何進(jìn)一步的損害，獸醫(yī)專家建議使用量身定制的金屬蓋保護(hù)它們。

部署冠冕可以被認(rèn)為類似于人類進(jìn)行填充，因?yàn)樗鼈冇兄�于避免需要去除任何“牙齒”，這是一種更具侵入性的過(guò)程。此外，使用不需要麻醉的治療方法非常有益，因?yàn)槟承╂?zhèn)靜劑可能會(huì)對(duì)這種海象造成致命的傷害。

盡管過(guò)去已經(jīng)開發(fā)了其他象牙帽，但它們是使用常規(guī)生產(chǎn)工藝創(chuàng)建的，團(tuán)隊(duì)首先從評(píng)估哪種金屬可以生產(chǎn)出最佳設(shè)備開始。最終，研究人員選擇了鈷鉻合金，因?yàn)樗�可以防止重�?fù)摩擦，同時(shí)還能抵抗鹽水中的氧化。

該團(tuán)隊(duì)沒(méi)有使用局部麻醉劑來(lái)適應(yīng)3D打印的牙冠，而是訓(xùn)練了海象使其保持完全靜止。

在3D打印過(guò)程中，制作了三個(gè)不同的蓋子，它們與象牙之間的間隙為0.25mm至0.45mm。不同的尺寸選項(xiàng)使手術(shù)的獸醫(yī)可以選擇最佳的設(shè)備，而這不會(huì)削弱粘合劑的結(jié)合力，也不會(huì)阻止其與象牙緊密貼合。

考慮到麻醉對(duì)海象的潛在影響，研究小組決定將哺乳動(dòng)物訓(xùn)練為完全靜止，從而完全避免使用鎮(zhèn)靜劑。在幾個(gè)月的時(shí)間里，海象每天接受三到四次訓(xùn)練，以保持不動(dòng)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，并因其成功而受到獎(jiǎng)勵(lì)。

最終，這只航海動(dòng)物連續(xù)5分鐘保持穩(wěn)定，這使獸醫(yī)專家成功地安裝了其中一種3D打印設(shè)備。據(jù)研究人員稱，這是皇冠獨(dú)特的生產(chǎn)過(guò)程以及哺乳動(dòng)物與其訓(xùn)練員之間的紐帶的結(jié)合，才使整個(gè)手術(shù)成為可能。

近年來(lái)，3D打印已被證明是一種有效的野生動(dòng)植物保護(hù)手段。

肯特大學(xué)和自然保護(hù)組織Paso Pacifico的科學(xué)家開發(fā)了3D打印的海龜卵，以防止哥斯達(dá)黎加真正的海龜卵被盜和買賣。這些被稱為“投資專家”的附加設(shè)備具有GPS跟蹤器，可用于發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)137公里的非法貿(mào)易路線。

同時(shí)，佐治亞理工學(xué)院的工程師們?cè)O(shè)計(jì)了一種創(chuàng)新的方法來(lái)監(jiān)控亞特蘭大植物園的環(huán)境：3D打印的Slothbot。機(jī)器人哺乳動(dòng)物目前在40英畝森林上方的樹木中游蕩，以確保那里的溫度，天氣和二氧化碳水平保持一致。

在其他地方，香港大學(xué)（HKU）的一組建筑師用3D打印了128個(gè)六角形粘土磚 ，并將它們?nèi)拥搅撕Ｑ笾校�以保護(hù)那里的當(dāng)?shù)睾Ｑ蠊珗@。希望從海灣中種下流行物種的人造結(jié)構(gòu)將為流離失所的珊瑚提供一個(gè)新的家園。