鞋子,應該是人類最偉大的發明之一。因爲有了鞋子對腳的保護,遠古人類才可以穿越荒漠,登上雪山,踏上冰原,進入其他靈長類動物不敢涉足的地方,因此才能把足迹遍布全世界,才有了人類輝煌燦爛的文明。
如今,科學家們把這項偉大發明用在了保護野生飛禽的行動上。來自新加坡國立大學的一個叫Keio-NUS CUTE Center的組織和裕廊飛禽公園的鳥類獸醫小組的研究人員,開展了爲期兩年的努力,用3D打印技術,爲野生動物公園的猛禽制作硅膠鞋。這項合作已經爲一種被稱爲“鳥類足跖炎”或“熊掌足”的鳥類疾病制定了有效的治療計劃。
鳥類足跖炎會導致鳥類足部壓瘡、組織腫脹和胼胝,如果不治療,可能會致殘甚至致命。硅膠保護鞋的設計目的是減輕和重新分配患者足部負重表面的壓力,並幫助鳥類足部從退化狀態中恢複。
在某些條件下,一些鳥類傾向于長時間站立,它們腳上持續的壓力和重量會導致疼痛和腫脹。此外,在老年鳥類中常見的關節炎也可能導致足跖炎等問題。
Mandai野生動物集團的謝尚哲博士說:“雖然鳥類足跖炎可以用傳統的繃帶治療,但我們需要一種更爲定制化和創新的解決方案來治療。我們決定研究3D打印,因爲它提供了一種更精確的方法,可以將腳必須承受的力分布從受影響的區域中偏移。”
設計者們兩年前就開始研究和設計這款鞋。經過2個月的密集創意開發,最終鞋款設計完成,並爲其第一位患者、一只叫“沃爾特”(Walter)的21歲的雌性禿鹫制作了一款鞋子。
2019年,沃爾特接受了爲期17周的“鞋子治療”,康複後,她被釋放到猛禽鳥類飼養場,它開始了與另一只鳥的“夫妻關系”,並准備了一個築巢區。築巢區位于堅硬的高岩石壁架上,因爲它在那裏長時間棲息,導致足部疾病複發,沃爾特再次接受“鞋子治療”,再次穿上鞋子。
沃爾特康複後,被安排進入公園國王公園的另一個居住地,與另一只雄禿鹫一起棲息在那裏。如果它有再次戀愛的心情,並且被觀察到了有築巢行爲,沃爾特將被提供一個合適的築巢區域,以防止這種情況再次發生。
“3D打印的一大優勢是可以根據每只鳥腳的不同大小、形狀和狀況靈活定制鞋子。3D打印技術已經成爲一種通過原型來構建和評估想法的新技術。與裕廊鳥類公園的合作讓我們有機會嘗試有趣的方法,將該中心現有的3D功能和流程(如3D打印、硅樹脂鑄造)與材料探索(如更好的彈性、耐用性等)結合起來,以實現真正獨特的成果,”研究人員說。
2021年8月,另一只31歲的老禿鹫,也穿上了爲它定制的防護鞋。這只因關節炎而患足腱炎的老禿鹫,穿上這雙鞋兩個半月後,病情有了顯著改善。研究人員會監督這些飛禽的情況,包括每周清潔鞋子,定期監測它們的腳愈合情況。
在合作設計過程的早期,研究人員必須根據裕廊鳥園提供的鳥腳照片和尺寸設計鞋子。這項任務變得更具挑戰性,因爲團隊必須考慮幾個設計因素。例如,鞋子的主要目的是減輕和分配負重腳上的壓力,而且鞋子還必須舒適,以便鳥兒在穿鞋時保持活動。此外,鞋子需要易于拆卸和清潔。使用的材料必須無毒且耐用,因爲這些鳥類可能會用尖嘴啄鞋。
該團隊經曆了多次叠代,試驗了不同形狀的設計和制造方法,同時提高了鞋子的耐用性、材料類型和舒適度,然後成功地設計出適合治療足部疾病的鞋子,同時爲鳥類患者提供最佳的適配性和舒適性。