打呼噜是一种是一种普遍存在的睡眠现象。上呼吸道的任何一个部位狭窄或阻塞,例如鼻腔狭窄、扁桃体过度肥大、舌根肥大、下颌后缩,或者过度肥胖,都会造成呼吸道狭窄,呼吸时空气压力改变,从而振动上腭软组织,使人出现打呼噜的症状。大多数人认为这是司空见惯的而不以为然,还有人把打呼噜看成睡得香的表现。其实打呼噜是健康的大敌,由于打呼噜使睡眠呼吸反复暂停,造成大脑、血液严重缺氧,形成低血氧症、诱发高血压、脑心病等疾病。夜间呼吸暂停时间超过120秒容易在凌晨发生猝死。看来,打呼噜也是一种疾病,应当想办法及时进行治疗, 而不是听之任之。
打呼噜在医学上被称为打鼾或睡眠呼吸暂停综合症。医学上常见的治疗的方法包括服用药物、手术、佩戴CPAP呼吸机、含在口腔中的下颌推进器等。CPAP呼吸机的面罩和下颌推进器作为患者直接佩戴的医疗器械,如果能够针对患者的面部和口腔形状、特点进行定制化制造,将会提升患者的舒适度,并有助于提升治疗效果。而3D打印技术在这些领域发挥了关键作用。 3D科学谷将通过两个案例与谷友分享3D打印技术在治疗打鼾中有哪些应用。
3D打印蜡模、失蜡法相结合定制面罩
通过佩戴CPAP呼吸机治疗打鼾已被证明是一种有效的方式,适合长期使用,但是由于患者在睡觉时需要佩戴笨重的面罩,许多人无法长期坚持使用。
美国加州的3D打印创业型公司Metamason,为病人提供定制化的CPAP 面罩和适配器,有助于提升CPAP治疗方式的舒适度。Metamason使用3D扫描、参数化设计算法和3D打印技术根据每个病人的独立需求定制化生产CPAP面罩。面罩的生产流程包括“Scan Fit Print”, 用户通过Metamason 开发的app即可进行面罩的定制。
图片来源:Metamason
Scan: 用户通过app 进行面部扫描,并即将扫描数据提交至云中心。
Fit: Metamason 智能几何平台中的特殊算法将根据扫描数据和睡眠研究的数据进行气流仿真和面部变化仿真,以优化面罩模型。医生或佩戴者则可以根据审美观和面部的外在特征与模型进行“Fit”(匹配),最终得到定制化的面罩3D 模型。
Print: 3D打印出精密的面罩蜡模,并结合失蜡铸造法为每位佩戴者制造出柔性、舒适、美观并且独一无二的面罩。
目前,Metamason 推出的定制化CPAP面罩已经进入了临床试验阶段,在该阶段完成之后将申请FDA 的审批。
直接制造钛金属下颌推进器
我们前面已经了解过鼻腔狭窄、扁桃体过度肥大、舌根肥大、下颌后缩等因素都会造成呼吸道狭窄而导致打鼾。澳大利亚医疗器械公司 Oventus Medical 研发费的3D打印钛金属下颌推进器O2Vent可以缓解这类打鼾的症状。O2Vent 已在今年4月获得美国FDA的510K 市场准入许可,同时被列入澳大利亚ARTG名单。
图片来源:3ders
O2Vent的设计原理是通过一个“鸭嘴兽”型的设备吸入空气,然后经过一个独立的、能绕开任何鼻腔、口腔中阻碍物的通气道,将空气直接导入口腔的后部。每个具有护齿形状的O2Vent都是根据佩戴者的口腔进行定制化CAD 建模的,然后通过金属3D打印设备进行定制化生产。
图片来源:3ders
在澳大利亚进行的临床研究表明,所有O2Vent 3D打印钛金属下颌推进器的患者佩戴者打鼾症状都得到缓解,其中82%的佩戴者已经彻底摆脱了打鼾,证明O2Vent对治疗因呼吸道障碍引起的打鼾是有效的。
对于不愿意坚持使用CPAP 治疗方法的患者,以及因为外出而无法携带CPAP呼吸机的打鼾患者,佩戴O2Vent 3D打印钛金属下颌推进器是另一种可选的治疗方法。