一种闭环人工胰腺在向患者输送错误剂量的胰岛素时出现严重故障。这种可植入设备旨在自主释放激素，但开始剂量不足。为了确定问题根源，生物医学工程团队采用非破坏性法医分析，结合微型计算机断层扫描（micro-CT）和ANSYS生物力学模拟。
3D重建与结晶堵塞模拟 🧬
第一步是使用微型CT扫描设备，获得5微米的体素分辨率。通过Volume Graphics软件，对直径仅50微米的喷嘴内部通道进行了3D重建。体积重建显示一个不规则的固体沉积物部分阻塞了管道。将堵塞物的几何形状导出到MATLAB处理点云，生成干净的网格。该网格被导入ANSYS Biomechanics，模拟胰岛素通过喷嘴的流动。CFD模拟证实，该沉积物（被识别为胰岛素晶体）使流速降低了40%，导致剂量不足。
可植入设备设计的教训 🔧
此案例表明，医疗器械微通道中的故障并不总是能通过标准功能测试检测到。微型CT与ANSYS的结合使工程师能够可视化内部堵塞，并预测其对给药的影响。对于未来的人工胰腺迭代，建议重新设计喷嘴，增大直径或加入防粘涂层以防止晶体成核。生物力学模拟因此成为在临床使用前验证植入物安全性的不可或缺工具。
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