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人工智能加快发展有助于伤口愈合的3D打印生物支架

中科信息创新网 2020-09-22 13:49:42

  最近,美国莱斯大学的研究人员说,人工智能能够加快发展有助于伤口愈合的3D打印生物支架。以计算机科学家LydiaKavraki为首的研究小组利用机器学习的方法来预测材料的质量,并给出打印参数。该研究还发现,控制印刷速度是制作高质量植入物的关键。在《组织工程A》中发表了相关论文。

  该学院的生物工程师AntoniosMikos是研究人员之一,他一直在开发生物支架,以改善修复颅面和肌肉骨骼创伤的技术。他发明了一种类似骨骼的生物支架,可以用来支撑受损组织。他们具有多孔性,支持细胞和血管的生长,从而形成新的组织,并最终取代种植体。

  那不代表没有改进的余地。通过使用机器学习技术,研究人员可以更快地设计材料和开发制造植入物的过程,并减少许多试验和错误。”我公司能提供最有可能影响印刷质量的参数。卡夫拉基说。

  调查发现,打印速度在团队的5项指标中最为重要,其他5项指标依次为材料组成、压强、分层和间距。

  米科斯和学生们以前就考虑过在研究中加入机器学习。新冠型肺炎大流行也为实施这一计划创造了独特的机会。米科斯说:“当学生和老师们不能到达实验室时,这是一个取得巨大进步的方法。从头到尾,新冠状动脉肺炎使他们能够在7个月的时间里收集数据、开发模型和讨论结果,这通常要花几年的时间。

  研究小组探讨了两种建模方法。一个是分类法,它可以预测给定的一组参数是否会产生“低”或“高”的质量。二是基于回归的方法,通过近似打印出测量质量的值来获得测量结果。卡夫拉基说,这两种方法都依赖于所谓的“传统监督学习技术”,即随机森林,该技术构建多个“决策树”,并将它们“结合”起来,以实现更精确、更稳定的预测。

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