莫纳什大学使用Mimaki全彩3D打印机，实现逼真人体解剖模型，为医学教育开辟新天地

 2015年墨尔本莫纳斯大学的解剖学和发育生物学院，人体解剖学教育中心附设的3D创新设计工作室与德国解剖学模型提供商Erler-Zimmer的合作引起了轰动。通过这次合作，推出了一套解剖学上精确的全彩3D打印模型，为整个医学领域的学生教育开辟了新天地。

在人体解剖学教育中，至今为止的标准是“捐献(解剖用的人体本身)”，但这种传统的教育方法不仅难以筹措，还伴随着伦理、成本等诸多问题。虽然对捐赠者进行防腐处理可以延长其使用寿命，但人体组织的自然颜色和质地被改变，其医疗价值也会降低。

从教学的一致性来看，每个捐赠者都是独特的，这意味着每批学生看到和学到的解剖学知识都略有不同。罕见的疾病也会因为缺乏检查具体病症机会而难以研究。莫纳什大学利用Mimaki全彩3d打印技术，解决了捐赠者解剖学特征略有不同的问题。制作出了解剖学上所需的高精度人体模型。

面对的现状与挑战

第一批模型是使用粉末床喷墨3D打印制作的，其中粘合剂和彩色颜料沉积在粉末床上(通常充满石膏)，以构建3D模型。基于粉末3D打印工艺创建的模型易碎，色彩还原度差，需要大量的后处理来提高强度。这使得整个过程比预想要耗费更多的时间，而且成品模型缺乏真实感和耐用性。因此，莫纳什大学团队希望转向更准确的颜色展示和忠实再现解剖学所需的人体组织的各种纹理模型。

从教育的角度来看，部分的假着色通常是一个很好的策略。教科书中“静脉是蓝色的，动脉是红色的”的标准被应用到解剖学3D模型上，是医学生第一次在三维空间中准确可视化解剖学的方法。 然而，该团队还希望不仅在几何形状方面而且在着色方面更接近他们所代表的系统真实性。对于病理学等学科，颜色是一种基本的诊断工具，任何教育都需要准确再现。

用户对第一批模型的反馈：粉末3D模型很脆弱，特别是在真实的教育环境中使用时，学生们不断地处理和检查它们。由于打印平台尺寸有限，创建一个解剖模型需要多达11个独立的3D打印部件。这些部件被粘在一起，这既耗时又进一步影响模型强度，导致在使用和运输过程中容易破损。

此外石膏部件也很重，大型部件必须设计成中空的形状，并有一个出口用于抽取里面的粉末。该团队发现，要设计一个足够坚固的中空结构，并排出中空结构内的剩余粉末，是非常困难的。因此，莫纳什大学的研究团队寻求并探索石膏法的替代技术，由于材料成本高，颜色再现能力差，使得没有合适的解决方案，直到他们看到Mimaki 3DUJ-553的演示，情况就发生了改变。

让解剖学模型栩栩如生

在尝试了多种替代方案后，该团队受邀在悉尼参观了Mimaki 3DUJ-553全彩3D打印机，团队首先被其准确的色彩再现所打动。进一步检查发现，直接完成的3D打印部件更坚固、更具触感，模型精细而不影响较小特征可见度。Mimaki 3DUJ-553全彩3D打印机实现超过1000万种颜色的能力使团队能够创建具有高度视觉真实感的模型。通过将CT扫描的3D数据与全彩3D表面数据相结合，莫纳什大学的研究团队可以重建健康和疾病状态下解剖学上的准确人体组织模型。 

使用透明材料打印显示内部结构的3D人体模型，使得学生在学习的时候有着更接近于真正的人类患者的体验。神经和血管等精细结构可以用透明材料支撑和保护，而不会影响可见性。减少了处理过程中断裂的问题，并提高了模型在教学环境中的耐用性。Mimaki 3DUJ-553的打印平台尺寸为 500 x 500 x 300mm，可以使大型模型一体输出，多个小的模型可以通过排版进行批量打印，发挥更高的生产效率。

改善教学机会

Mimaki全彩打印技术使莫纳什大学团队能够创建两个新系列的逼真解剖模型，这是传统3D打印技术无法实现的。  

代表罕见病症模型，在颜色和几何形状同等重要情况下，现在能够被制作出来，这大大地增加了教学机会。有效的解决了因为宗教原因禁止使用人体进行解剖，或用于确认罕见疾病的真实人体供应不足等问题。由于打印机的打印尺寸较大，以前11个部分粘在一起的模型现在被制作成两个部分，更容易连接。消除了连接线，进一步提高了模型的触感和强度。

精确3D打印技术和坚固的材料，可以设计出薄至3毫米的空心模型。既保证了模型足够坚固，重量轻到可以随身携带，手感和重量也是恰到好处。高质量模型吸引了整个大学校园和澳大利亚各机构的关注，使得3D创新和设计工作室团队与许多学术机构、临床团体以及商业伙伴达成合作，使用Mimaki 3D打印机打印全彩模型。

对大学内外的影响

人体解剖学教育中心3D创新与设计工作室主任Justin W Adams副教授解释说：“因为我们有外部商业合作关系以及内部的研究责任，我们必须更加注重成本并为商业用户提供价值。正因为如此，我们对3D打印机投资回报率的相关计算比纯粹的研究业务更为严格。但是，mimaki 3DUJ-553的质量性能与打印尺寸和可靠性帮助满足了我们诸多要求。”

莫纳什大学技术官Michelle Quayle评论说：“由于Mimaki全彩3D打印机，我们看到内部学习兴趣有所增加。例如考古部门想要一个全彩打印的希腊碗，古生物学家要求一些全彩的作品表面扫描进行复制。不使用彩色扫描仪：例如在工程学科中，更喜欢单一颜色全彩打印。这实际上取决于他们用来创建模型的技术和流程，但是我们现在有了更多的选择。”

Adams副教授接着解释道：“我们希望看到使用Mimaki技术的外科培训和外科模拟领域的增长。一旦外科医生接受过特定手术的培训和技能，尤其是那些更罕见或更复杂的手术，他们只能通过出现这个手术再进行手术来保持这种技能。与此同时，下一代外科医生仍然需要临床实践，以确保他们拥有适当的技能和培训来接替这一代外科医生。因此，存在培训危机在澳大利亚培训一名外科医生需要花费一百万美元，这不是薪水只是与他们培训相关的费用。使用高度准确的3D打印模型来培训外科医生，可以帮助确保学习不受病例数量或特定病症的限制。”

医学教育开辟新天地

Mimaki全彩3D打印技术的卓越品质实现了教育解剖学模型所需真实颜色和超逼真的细节呈现，使得学生在学习的时候有着更接近于真正的人类患者的体验。全彩3D打印高精度的模型不仅能帮助外科医生解决培训的问题，不受特定病症的限制，而且扩展了教学、教育和医学科学研究的广泛应用。上海锦廷科技针对3D全彩打印医疗模型有完整的一套数据分析及个性化解决方案，有需要可随时咨询。