2016年7月10日下午，全球首例3D打印钛合金义喙–救治世界濒危野生动物丹顶鹤的公益手术，在广州立德动物医院内顺利进行。短短30分钟的手术，背后却是三组团队一个多月来的共同努力。
图1丹顶鹤成功安装3D打印钛合金义喙
6月上旬的一天，立德动物医院迎来一位不速之客——国家一级野生保护动物丹顶鹤。三周前它因在动物园里“打架”，导致上喙几乎完全断裂，断端感染严重使得上喙彻底坏死。因上喙缺失，丹顶鹤无法自主进食，危及生命。医院护士每天都要花上两三个小时喂食上百条丹顶鹤（立立）最爱吃的泥鳅来维持它的生命。
图 2 丹顶鹤受伤的上喙
丹顶鹤是世界濒危野生动物，也是国家一级保护动物，中国境内仅剩1000多只。丹顶鹤的寿命正常可以达到50-60年，而”立立”只有6岁。广州立德动物医院吴院长、广州市阳铭新材料科技有限公司总经理陈梓煜博士、华南理工大学增材制造实验室的宋长辉博士，一拍即合决定，为它安装一个3D打印的义喙，决定把人类的科技成果运用到救助丹顶鹤上。一场有着重大意义的救助活动开始了。
由于在全球， 从来没有为丹顶鹤3D打印制作义喙的相关先例，又因丹顶鹤的喙部，整体形状细长，内部为中空结构，上喙断裂面凹凸不平，可用于固定打钉的位置过少，组织神经器官多而且情况复杂等，导致义喙的制作难度很大。面对困难，年轻的勇者并未胆怯，他们进行深入沟通研究，方案很快就确定下来：为抢夺时间，取得精准数据，节省成本，先用FDM技术3D打印塑料义喙模型进行试装，待形状确定后，再用钛合金作为义喙材料，用选择性激光熔化（SLM）设备3D打印义喙。
受伤的丹顶鹤还有50多年的寿命，塑料材料因其特性，打印义喙无法伴其终生；选用钛合金材料打印义喙，其重量轻、硬度高以及抗腐蚀能力强，是最为合适的材料，但没有准确的数据，直接进行钛合金3D打印，不可能一次就成功，若反复多次，时间与成本，都消耗不起，所以选择FDM与SLM 3D打印技术相结合。
图 3 阳铭陈博正在测量丹顶鹤喙部三维数据
图 4 陈博与华工技术人员商讨模型制作方案
图 5 测量数据后画出的义喙模型图纸
图 6 阳铭新材料科技用FDM打印的七个丹顶鹤的义喙模型
经过了7次义喙塑料模型的制作修改与安装测试后，定下了最终的版本。
图 7 医生为丹顶鹤试装FDM打印的义喙
最终版本的三维数据被送往华工，利用金属3D打印机制作钛合金假体。几天后，“立立“的钛合金义喙制作成功。
图 8 华工激光烧结打印的钛合金丹顶鹤义喙
7月10日，动物医院正式开始了手术。在“立立”接受麻醉，进入昏迷后，医生们按照事先计划好的手术方案，在30分钟内就完成了整个义喙的安装。
图 9动物医院的医生们正在为“立立”进行义喙安装手术
图 10 手术后立立开始适应新的鸟嘴
当“立立”慢慢苏醒后，察觉到自己有了一副新的鸟嘴，在大家紧张注视下，它开始追逐水桶里的小鱼，终于逮住了一条。“立立”目前已能自主进食。这时候，所有人都长舒一口气，一个多月的努力终于得到回报。
图11 丹顶鹤‘’立立‘’已能自主捉鱼
这是一次3D打印技术应用于野生动物救助的成功案例，同时,也是3D打印熔融沉积（FDM）技术与选择性激光熔化（SLM）技术之间相结合的完美应用案例。工业级FDM技术的高效、便捷、稳定性，为丹顶鹤义喙模型垫定了精准的基础，节省了大量的时间与成本。而SLM打印技术的坚固、耐用、安全性，为长寿动物—丹顶鹤装上了能伴随它终身的义喙。
随着国内首例3D打印救助世界濒危野生动物丹顶鹤的公益项目的成功，开启了3D打印在动物救助精准医疗应用的先河，验证了在精准医疗中，FDM与SLM两种3D打印技术的互补作用不可小觑，为3D打印精准医疗应用解决了时间、精度、成本等难题，拓开了3D打印更多的应用空间。
文章来源：广州市阳铭新材料科技有限公司
