一项新研究显示，计算机辅助设计(CAD)可用来在组织再造手术前生成病人健康乳房的准确铸模。

澳大利亚昆士兰理工大学(QUT; www.qut.edu.au)、新加坡工业大学(www.sp.edu.sg)及其它单位的科研人员利用激光扫描创建了乳腺及周围组织的准确的数字表达。用所得到的模型定制铸模，接着外科医生把这个铸模用作术中模板。这项技术目前已成功用于三例乳腺组织再造手术。

从图像数据还衍生出一个实体乳房模型，并进行数字化处理，以定制可生物降解的三维支架，利用新颖的通用算法在实体模型内创造所需的孔洞，病人自己的组织就可以在支架上长出来。因为支架是可生物降解的，所以两到三年后它将消失。相反，硅胶植入物（乳房再造手术最常用的材料）将一直存在，可能引起长期性问题，如纤维包裹。该研究的论文发表于2011年9月号的《生物制造》(Biofabrication)杂志。

“考虑到乳房的体积，用从身体其它部位取下来的随机形状的组织再造乳房是相当困难的。外科医生一般要给患者动两到三次手术才能达到正确的形状，”领衔作者、QUT教授Dietmar Hutmacher博士说。“有了支架你从一开始就能得到正确的形状和形式，而且只需从患者身上取少量组织——约一立方厘米。”

为了形成三维支架，科研人员用成熟的方法和常用的有限元(FE)建模分析软件包，用四面体体积网格创建出中间产物。在第二步设计出一个算法并用该算法在所有四面体每条边长周围创建给定厚度的支杆，并在交点处接头，形成不漏水的模型。新形成的三角形互相连接，形成六棱柱形实体支杆的内表面。按照这种方式，支杆从表面向内生长，从而使外形得以保持。对所有有限元重复这些步骤，形成孔状互连的支杆结构。

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Queensland University of Technology >> www.qut.edu.au
Singapore Polytechnic >> www.sp.edu.sg