南加州海岸近期出现大量海狮因疾病持续搁浅的情况。相关报道指出,毒藻暴发被认为是导致海洋哺乳动物健康问题的重要因素之一。在此背景下,一项来自内华达大学拉斯维加斯分校(UNLV)的工程研究尝试通过仿生训练模型,提升兽医等医疗专业人员对海狮的救治操作能力。
UNLV主导的研究已发表在《Scientific Reports》。研究团队开发出合成的加州海狮骨盆区域模型,旨在为采血等临床操作提供解剖学更接近真实个体的训练载体。研究第一作者、UNLV工程研究生丹尼尔·费舍尔(Daniel Fisher)表示,该项目希望为新型植入物或手术流程的探索奠定基础,以改善人类与动物的生命质量及环境。

研究团队介绍,该骨盆区域模型通过3D打印制作,在内部骨骼特征与解剖轮廓上尽量贴近真实海狮;其外观、触感以及对血流的模拟也与海狮实际骨盆区域相似,而该部位也是海狮采血的常用区域。研究称,这类模型可帮助受训者练习针头插入深度,并在训练中获得更接近活体操作的触觉反馈。
在制作流程上,研究人员使用大量DICOM数据(医学数字成像和通信标准文件格式),并借助3D转换软件进行重建。费舍尔表示,通过对DICOM数据进行细致模拟与解剖建模,团队认为有能力3D打印身体中的静脉或动脉结构;若结合微型CT扫描或MRI等手段,制造过程中可获得更详尽的细节,从而为外科医生与兽医提供更多手术练习路径。

该研究由UNLV“活性材料与智能生活实验室”参与推进。费舍尔的导师、机械工程杰出教授金光(Jin Guang)为论文合著者之一。研究团队称,这些骨盆模型属于“智能材料”应用的一部分,相关人工肌肉可对电刺激或机械压力作出反应。金光表示,尽管研究对象聚焦海狮,但相关技术路径也可能适用于其他领域。
研究人员同时提到,借助此类3D模型,训练过程可减少对尸体或遗体的依赖,使受训者能够直接观察并操作更逼真的器官结构。团队表示,后续将基于现有工作继续测试软体机器人在水中的结构交互,以支持进一步研究。
费舍尔还表示,团队希望探索可生物兼容材料在恢复人类手部功能或植入式人工肌肉等方向的可能性;在更直接的层面,相关工作将优先服务于提升兽医手术与救治流程,帮助海狮等动物的临床处置。