如图所示为该研究中，有经验的外科医生利用威斯康辛大学的3D打印模型(白色)取代昂贵的材料(蓝色)制成的耳朵。图片来源:华盛顿大学。

当外科医生需要一个复杂的过程为没有耳朵的孩子制造一个时尚的新耳朵时，通常以肥皂、胡萝卜和苹果作为原型。

在为没有耳朵或者耳朵不完善的孩子进行治疗时，有经验的外科医生需要以儿童的肋软骨为基础，制造一个新的耳朵。软骨对他们来说十分宝贵，需求量也不小。

这使得外科医生缺少一种真正的材料来进行手术练习。由于蔬菜是很次级的替代品，一般医生用猪或成人尸体的肋骨作为练习，但是儿童的肋骨大小和一致性具有很大的差异。

现在，华盛顿大学耳鼻喉科的学生和生物工程的学生合作，利用3D印刷制造了一个低成本的儿科肋软骨模型，与真正的软骨更为接近，可作外科实践用。这项创新可以为有抱负的外科医生打开一道受欢迎、但具有挑战性的人造耳朵之门。

该研究结果在美国头颈外科学会会议（达拉斯）被提交。

作为该论文的第一作者，华盛顿大学医学院头颈外科医生Angelique Berens说：“该成果是一项实用领域的巨大优势。在进行外科手术时，随便一块Lever 2000杆就可以制造出耳软骨。它制造出的耳软骨具有合适的形状，但性能并不是特别准确，材料不能弯曲，缝纫处不是很逼真。”

作为该研究的一部分，华盛顿大学团队三位有经验的外科医生利用硅胶模型进行打印、弯曲和缝合，通过一个8岁的病人的CT扫描，利用3D印刷技术制造出模型。他们对耳软骨模型的强度、感觉和缝合质量与真正的肋软骨和更昂贵的牙科材料进行对比。

实验结果是三位外科医生都首选华盛顿大学的模型，并推荐这种材料作为外科医生和外科手术训练工具。

威斯康辛大学的头颈外科医学教授Kathleen Sie也是西雅图儿童交流中心的主任，她指出，手术训练模型的缺乏使得医生很难在舒适的环境中进行精确有效的手术过程（耳重建手术）。

“在西雅图，通常会为6至12个月的耳受损儿童进行耳重建手术。”她说，“这种手术其实为更多的人所需要，但往往存在巨大的障碍。他们会开始犹豫，因为从未制造过一只耳朵。虽然此前已经尽可能多的利用土豆和苹果进行了练习，但它们仍然是不一样的。”

该研究的另一个优势是华盛顿大学利用CT扫描打印模型，因此可以模拟个人的独特的解剖结构。以往这种情况下，即使是有经验的外科医生也需要提前进行练习，才能为患者进行重建肋骨手术。

该研究的共同作者还包括毕业于华盛顿大学的生物工程学学位Sharon Newman，他与Berens都在威斯康辛大学生物机器人实验室电气工程 Blake Hannaford教授的手下工作。

Newman想出了如何通过一系列的免费开放资源建模和成像程序来上传CT扫描过程，最终利用3D打印机打印病人的肋骨凹模。

Newman先后测试了硅胶、玉米淀粉、矿物油、甘油等不同组合制备的模型复制外科机器人可以控制的人体组织。她将其倒入模具，固化后研究哪些混合物与肋软骨最为相似。

Newman说：“我想去工艺品店或者Home Depot，告诉店员我想制造这种模型。这些想法都来源于项链或其他首饰等工艺品的制作。”

该团队的下一目标是将模型用于外科医生的手术和练习中，利用更逼真的模型提高医生的手术技能。

Berens指出：“利用3D印刷模具，你可以赚上数十亿。本研究的意义在于可以推进模型在医学上的使用。”

新材料在线编译整理——翻译：陈琼     校正：摩天轮