來自俄亥俄州代頓市的美國空軍研究實驗室（AFRL）的研究人員已為3D打印鼻子模擬器申請了專利。不露面的喙被稱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)的精確科學復制品，使研究人員能夠評估空氣質量對呼吸生理的影響。 AFRL的發(fā)明者Angela Dixon和Saber Hussain相信3D打印鼻子對于研究與呼吸有關的危害（例如缺氧，空氣中的納米顆粒和揮發(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)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，并進行時空相關的組織分析。在這里，我們已將電子和生物元素結合在一起，以開發(fā)一種機器人生物雜交體。”

3D打印鼻子模擬器。圖片來自美國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，以前已經嘗試過，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量研究的水平。此外，雖然以前的模型主要是通過研究那些將身體捐獻給科學的人而創(chuàng)建的，但現(xiàn)代3D和CT掃描技術的興起使我們能夠與還活著的志愿者合作。

因此，AFRL的鼻子基于真實人鼻腔的診斷圖像，并設計為在Stratasys PolyJet和Carbon DLS 3D打印機上進行打印。為了賦予設備自主呼吸的能力，研究人員還連接了風扇系統(tǒng)，以模擬現(xiàn)實的氣流。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間。

更深入地研究鼻孔，我們實際上可以看到模擬器包括八個帶有探針孔的獨立模塊滑片，以容納傳感器。堆棧的每個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連續(xù)的通道。

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

鼻子連接到風扇系統(tǒng)以模擬吸入。圖片來自美國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遙不可及，但它是空軍近年來開展的許多3D打印相關項目之一。去年，美國空軍的一個研究小組使用臺式樹脂3D打印機設計并3D打印了手術牽開器。該醫(yī)療器械旨在在物流困難的環(huán)境中使用，在這些環(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成功測試美國空軍飛機發(fā)動機內的3D打印金屬部件的工程師。這一里程碑對于TF33-P103發(fā)動機的備件生產來說是一個好兆頭，該發(fā)動機為B-52 Stratofortress等飛機提供動力。

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