脑洞大开！用3D打印技术制作“鸟鞋”，让飞禽免受足部疾病影响

鞋子，应该是人类最伟大的发明之一。因为有了鞋子对脚的保护，远古人类才可以穿越荒漠，登上雪山，踏上冰原，进入其他灵长类动物不敢涉足的地方，因此才能把足迹遍布全世界，才有了人类辉煌灿烂的文明。

如今，科学家们把这项伟大发明用在了保护野生飞禽的行动上。来自新加坡国立大学的一个叫Keio-NUS CUTE Center的组织和裕廊飞禽公园的鸟类兽医小组的研究人员，开展了为期两年的努力，用3D打印技术，为野生动物公园的猛禽制作硅胶鞋。这项合作已经为一种被称为“鸟类足跖炎”或“熊掌足”的鸟类疾病制定了有效的治疗计划。

鸟类足跖炎会导致鸟类足部压疮、组织肿胀和胼胝，如果不治疗，可能会致残甚至致命。硅胶保护鞋的设计目的是减轻和重新分配患者足部负重表面的压力，并帮助鸟类足部从退化状态中恢复。

在某些条件下，一些鸟类倾向于长时间站立，它们脚上持续的压力和重量会导致疼痛和肿胀。此外，在老年鸟类中常见的关节炎也可能导致足跖炎等问题。

Mandai野生动物集团的谢尚哲博士说：“虽然鸟类足跖炎可以用传统的绷带治疗，但我们需要一种更为定制化和创新的解决方案来治疗。我们决定研究3D打印，因为它提供了一种更精确的方法，可以将脚必须承受的力分布从受影响的区域中偏移。”

设计者们两年前就开始研究和设计这款鞋。经过2个月的密集创意开发，最终鞋款设计完成，并为其第一位患者、一只叫“沃尔特”（Walter）的21岁的雌性秃鹫制作了一款鞋子。

2019年，沃尔特接受了为期17周的“鞋子治疗”，康复后，她被释放到猛禽鸟类饲养场，它开始了与另一只鸟的“夫妻关系”，并准备了一个筑巢区。筑巢区位于坚硬的高岩石壁架上，因为它在那里长时间栖息，导致足部疾病复发，沃尔特再次接受“鞋子治疗”，再次穿上鞋子。

沃尔特康复后，被安排进入公园国王公园的另一个居住地，与另一只雄秃鹫一起栖息在那里。如果它有再次恋爱的心情，并且被观察到了有筑巢行为，沃尔特将被提供一个合适的筑巢区域，以防止这种情况再次发生。

“3D打印的一大优势是可以根据每只鸟脚的不同大小、形状和状况灵活定制鞋子。3D打印技术已经成为一种通过原型来构建和评估想法的新技术。与裕廊鸟类公园的合作让我们有机会尝试有趣的方法，将该中心现有的3D功能和流程（如3D打印、硅树脂铸造）与材料探索（如更好的弹性、耐用性等）结合起来，以实现真正独特的成果，”研究人员说。

2021年8月，另一只31岁的老秃鹫，也穿上了为它定制的防护鞋。这只因关节炎而患足腱炎的老秃鹫，穿上这双鞋两个半月后，病情有了显著改善。研究人员会监督这些飞禽的情况，包括每周清洁鞋子，定期监测它们的脚愈合情况。

在合作设计过程的早期，研究人员必须根据裕廊鸟园提供的鸟脚照片和尺寸设计鞋子。这项任务变得更具挑战性，因为团队必须考虑几个设计因素。例如，鞋子的主要目的是减轻和分配负重脚上的压力，而且鞋子还必须舒适，以便鸟儿在穿鞋时保持活动。此外，鞋子需要易于拆卸和清洁。使用的材料必须无毒且耐用，因为这些鸟类可能会用尖嘴啄鞋。

该团队经历了多次迭代，试验了不同形状的设计和制造方法，同时提高了鞋子的耐用性、材料类型和舒适度，然后成功地设计出适合治疗足部疾病的鞋子，同时为鸟类患者提供最佳的适配性和舒适性。