康涅狄格大學學生3D打印人工腎完成課程設計

如今，3D打印技術已被越來越多地用來制造模具、玩具、珠寶首飾，而且它的作用越來越被學校接受，更多的學校開始用它作為教學工具。近日康涅狄格大學工程學院的六名學生為了完成課程設計，使用3D打印設計并開發(fā)了一種低成本功能性人工腎。

這件事的緣起有點偶然，在化學與生物分子工程系助理教授Anson Ma的指導下，學生們被分配了一個任務，就是為目前腎移植需求大大超過可提供的腎源的現(xiàn)狀找到解決方案。

據(jù)國家腎臟基金會的數(shù)據(jù)，目前美國有近10萬人在等待腎移植。但美國每年進行的腎移植手術只有14000例，并每月還會有2,500名新增患者被添加到等待名單中。

“這個設計項目的目的是讓這些學生能夠把最新的技術和他們在康涅狄格大學四年學到的化學工程知識結合起來，使其在面臨技術問題時可以有所作為�！� Anson Ma說。

使用AutoCAD軟件渲染的人工腎外殼設計圖紙。它有12厘米長，直徑6厘米，相當于成年人腎臟的平均尺寸。

參與這個項目的6名同學分成兩個小組，每個小組采取了不同的方法解決問題。一個研究小組利用中空纖維膜技術，這是在傳統(tǒng)的血液透析治療中常用的技術；另外一隊則在他們的原型中使用了像電滲析和正向滲透這樣的技術。

六名同學之一Benjamin Coscia解釋了中空纖維膜技術：“由于3D打印技術當下的分辨率還無法支持血液過濾結構的打印，所以我們3D打印的只是腎的外殼。中空纖維膜將在安裝在一邊以起到過濾功能。這個人工腎臟用繩子和O形密封圈密封起來。被為透析液的流體將在膜的外側流通，而血液中的廢物則通過纖維膜滲透到透析液中，并排除體外 。”

采用電滲析和正向滲透法德人工腎的外殼原型

組裝人工腎臟組件

3D打印的人工腎的內部組件，使用AutoCAD軟件渲染

這兩個小組使用AutoCAD軟件設計出原型，然后由康涅狄格大學的技術合作伙伴ACT集團用3D打印機和聚合物材料打印出來。他們的項目已經(jīng)在5月2日舉行的2014年工程學院高級設計示范日上展出。

“這個項目最大的挑戰(zhàn)是運用我們在本科中學到的知識去完成一個更加復雜的生物工程應用。”團隊成員Awale說�！斑@迫使我們依靠自己的能力，拿出可行的解決方案。”