医学生采用3D打印技术开发CPAP面罩，来帮助早产儿减少并发症

2022年11月3日，南极熊获悉，加利福尼亚西部健康科学大学(WesternU)的一年级医学生们，为那些不足37周的早产新生儿开发了一种无创呼吸CPAP（持续气道正压）面罩。目前该团队已采用3D打印技术开发出了原型，皆在尽可能的减少新生儿并发症。

△CPAP面罩示意图

什么是CPAP
Continuous Positive Airway Pressure即用面罩将持续的正压气流送入气道，用此种方式给氧的机器称CPAP呼吸机。

这种面罩通过紧贴婴儿鼻子的小面罩输送，公认为患有呼吸窘迫和相关疾病的早产新生儿，可提供呼吸支持并且侵入性最小的治疗方式之一。CPAP治疗通常用于那些自己呼吸良好，不需要像呼吸机那样进行更多有创机械通气的婴儿。可以概括的说，CPAP可将恒定的气压输送到婴儿的鼻子内，这有助于他们肺部的气囊保持打开并有助于预防呼吸暂停。

该大学表示，虽然3D打印CPAP面罩已经是儿科医学的一个新兴领域，但目前用于评估3D打印CPAP面罩，可以整合到早产新生儿护理中的临床经验是有限的。

梅奥诊所的研究人员今年早些时候表示，传统的CPAP面罩会导致“脆弱人群”中的“不合适的相关并发症和不良后果”。该团队还一直在研究创建更精确3D打印新生儿面部模型的技术和方法，根据2022年8月发表的一篇研究论文，该模型可有效降低表面压力和面罩带压力。

△西部健康科学大学医学专业的一年级学生们，正在3D扫描婴儿人体模型

打印更适合婴儿的个性化面罩
CPAP治疗与选择性表面活性剂给药，是目前在有新生儿呼吸窘迫风险的早产新生儿中开始的首选策略。然而，对于那些体重极低的早产儿，会存在因采用传统CPAP面罩而引起的常见鼻尖并发症。

作为该大学项目的一部分，学生们首先对婴儿人体模型进行3D扫描和制作3D模型，然后使用这些模型对CPAP面罩原型进行3D打印。接下来，从学生扫描中渲染出一个3D数字模型，该模型将用于开发数字设计原型。设计完成后，CPAP的原型将使用UV固化的柔性树脂进行打印，良好的紧贴感可以最大限度地减少空气泄漏。

该项目由西部大学卓越教学与学习中心(CETL)的教育3D可视化专家Gary Wisser领导，同时该项目吸引了该大学iSquad创新中心的学生们参与。该中心集医疗设备构思、生物技术和信息学科的学生团体。Wisser将指导他们如何扫描婴儿人体模型的微小面部特征，用于生成准确的3D渲染。

据参与该项目的学生之一、西大太平洋骨科医学院(COMP)医学专业一年级学生Natasha Holden说：“由于新生儿的皮肤和面部需要直接与CPAP面罩接触，这对于一些体重极低的婴儿来说，长时间佩戴不当的鼻罩可能会导致刺激和困难。”Holden强调，医生和研究人员希望借助3D扫描和3D打印技术，能够帮助改善儿童的选择，尤其是对于年幼的婴儿。

△西部健康科学大学的医学生们

提供更加个性化的选择方案
同学Jane Park评论说，她希望证明3D打印可以为新生儿提供个性化的解决方案，这主要归功于该技术的可行性、成本效益和可扩展性。

整骨医学(DO)学生班博士Park表示：“传统的CPAP面罩采用标准的尺寸，难以达到合规性，但随着医学变得更加个性化，3D打印可以成为医学的未来。”