3D打印(yìn)技术(shù)已经有几十年的历史了,但直到桌(zhuō)面(miàn)级3D打印(yìn)设备问世,才让大众真正知道3D打印技术的存在。如今(jīn),3D打印(yìn)机随处(chù)可见,在各(gè)行各(gè)业(yè)都(dōu)正在获得广泛应用。特别在医学领域,3D打(dǎ)印技术创(chuàng)造了(le)诸多(duō)令人赞叹的(de)成就,也正在以其非凡的能力去改(gǎi)造未来的(de)医疗产业(yè)。
据(jù)了解,3D打(dǎ)印(yìn)现在已经被用在打印药(yào)品,医疗(liáo)设备,针对患者的解剖(pōu)学模型(xíng)以及生物组织等多(duō)个方(fāng)向(xiàng)。医学专家(jiā)们也(yě)都陆续(xù)开始将(jiāng)这门高效且极具个(gè)性化的新科技(jì)应用(yòng)于自己的医学实践当中,以提(tí)高医疗服务的水平。因此(cǐ),我们列出了十(shí)大3D打印医学革新的案例,用(yòng)以展现当今(jīn)医学领域3D打印水平。
1.骨骼模型
过(guò)去,医学专家(jiā)们都是(shì)通过制作平面解剖图和扫描图来诊断患者的健康(kāng)状况。如今(jīn),通过(guò)3D打印,医(yī)生(shēng)们能(néng)够(gòu)通过分(fèn)析患者独特的MRI和CT扫描图来打印骨骼的三维模(mó)型。而在整形外科中,医生可(kě)以通过打印复杂的三维骨骼模型来进行(háng)术前实践,同时也可(kě)以利用(yòng)该(gāi)模型让患者对(duì)手(shǒu)术有更为清(qīng)晰的认识。而(ér)在这些案例中,3D打印集中体现了其高效率(lǜ)的优势,速(sù)度非常关键,一般(bān)的桌(zhuō)面级3D打印(yìn)机都能够在几小时内完成模型的制作。而这些骨骼模型一般都是通过一(yī)种(zhǒng)生物可降解(jiě)材料-PLA来进行打印。不仅(jǐn)如此(cǐ),模型还可以进一(yī)步缩小比例,让模型制作(zuò)速度进一(yī)步加(jiā)快(kuài)。
从新闻中我们曾经看到过,杜兰大学泌尿外科的一个医(yī)学研究小组曾(céng)经(jīng)在一个(gè)高难度的(de)肿瘤切除(chú)手术中,利用(yòng)3D打印技术制作了高(gāo)精度的肾脏模型(xíng)。这些模型是利用(yòng)SLA 3D打印技术,以树脂作为材料,清(qīng)晰的展示(shì)出肿瘤的(de)生(shēng)长(zhǎng)位(wèi)置。其用(yòng)途(tú)主(zhǔ)要是让患者自己(jǐ)清晰的了解到自己的病症,以便于双(shuāng)方能够更好的合作来(lái)完成(chéng)手术。
3.未出生(shēng)的婴儿
虽然(rán)这并不是(shì)严格意义上的医学(xué)应用(yòng),但3D打印确实从很(hěn)大程度上帮(bāng)助(zhù)了(le)未来的(de)父母亲们(men),让他(tā)们(men)能够在婴儿出世前更清晰的看到婴儿(ér)的各项特征。通过超(chāo)声波扫描获得婴儿的特(tè)征数据模型,然后将其转(zhuǎn)换为3D打印格式模型文件。然后就可以(yǐ)利(lì)用PLA做材料来3D打印出(chū)婴儿的精(jīng)细(xì)模型,让父母能够(gòu)提早看(kàn)到自己(jǐ)的(de)孩子(zǐ)。
4.药片
首个通过FDA检测的3D打印药片叫做Spritam,在(zài)今(jīn)年(nián)5月正式上(shàng)市。这(zhè)种药片是由位于美国宾(bīn)夕法尼亚州兰霍恩的Aprecia Pharmaceuticals公司使用(yòng)改进(jìn)型3D打印(yìn)技(jì)术开发的,该技术原(yuán)是由MIT开发,设(shè)计目的(de)是制造速溶性产品。药片通过反(fǎn)复扩散由药(yào)物粉末结合(hé)水溶性粘合剂的使用制成,在该公司的测(cè)试(shì)中(zhōng)在仅仅4秒多(duō)的时(shí)间内(nèi)就完全溶解了。这种Levetiracetem(左乙拉(lā)西坦)是一种口服药物,可作为各(gè)种(zhǒng)癫痫疾病的儿童和成(chéng)人处方治疗的(de)一部分。
虽然现在3D打印药片还没有(yǒu)得(dé)到广(guǎng)泛(fàn)的应用,但它(tā)却(què)是未(wèi)来医(yī)药(yào)学(xué)制(zhì)造的开端。未来还将会有更多的药片通过3D打印技术进行(háng)研发(fā)制造。而且(qiě)医药学研究者还会(huì)通(tōng)过分析各种病人的病(bìng)征(zhēng),并利用算法和软件(jiàn)来(lái)开发新的药物成(chéng)分,针对体重(chóng),性别,肝功能(néng)以及(jí)其他各项(xiàng)指标(biāo)来3D打印特效药物。
5.牙科指南
在牙科植(zhí)入手术当中(zhōng),牙科医生们通常需要针(zhēn)对牙钻的具体位置做出准确的判断。现(xiàn)在,FDA的一种新型的牙(yá)科部件,叫做Dental SG。能够让牙科医生们在植(zhí)入手术中针对牙钻的位置做出最精准(zhǔn)的决策(cè)。这(zhè)款新部件是利用挠性树脂,通过3D打(dǎ)印技术制作,能够完美的嵌合于患者(zhě)的牙齿3D打印模型(xíng)之上。这种(zhǒng)方法不仅提高了手术精准度和效率,而(ér)且加快了患者的恢复期,可谓两全其(qí)美。
6.医疗自(zì)动缝合(hé)设(shè)备
Suture是(shì)一款正在实验(yàn)当中的新型手持式自动缝合设备。由英(yīng)国皇家波普顿医院的专家AlexBerry与(yǔ)他的(de)同事们共同设计,这款设备配备(bèi)了3D打印的树脂部件(jiàn),能(néng)够(gòu)被用于多种需要医学缝合技术的场合。
7.假肢
对于(yú)机器(qì)人领域来说,3D打印的假肢是(shì)一个非(fēi)常(cháng)激动人(rén)心的发展方向。OpenBionics公司最(zuì)初创造(zào)了开源(yuán)的3D打印假肢,而(ér)且在众多公益医疗项目中投入应用。另一个组织你或许也听过,叫做e-Nabling the Future,他们(men)允许3D打印机的使用者们能够下载开源的3D打印假肢模型(xíng),并(bìng)打(dǎ)印出各个(gè)部(bù)件(jiàn)用来帮助那(nà)些残疾(jí)人士(shì)。
8.肿瘤(liú)模(mó)型
如今,3D生物打(dǎ)印已成为整个3D打(dǎ)印产(chǎn)业当中发(fā)展最快的领域之一,很多机(jī)构(gòu)曾预测其市(shì)场将在2024年突破60亿(yì)美(měi)元。现在(zài),来(lái)自爱丁(dīng)堡的赫(hè)瑞瓦特大学一个研究小组(zǔ)正通过3D打印(yìn)来制作具(jù)有生物活性的脑补(bǔ)肿瘤。该团队将(jiāng)使用患者肿瘤中的干细胞为材(cái)料来进行打印,以(yǐ)此来持续研(yán)究肿(zhǒng)瘤(liú)的生长过程。他们希望利用(yòng)3D打印的(de)肿瘤来测试各种新型(xíng)药物(wù)的疗效,以便研(yán)究出(chū)新的肿瘤治疗方法。
9.甲状腺(xiàn)
Vladimir Mironov博(bó)士来自于一(yī)家刚刚(gāng)起步的3D生物(wù)打印公(gōng)司,他(tā)之前顺利通过3D打(dǎ)印技术制作(zuò)出了具有生物活性(xìng)的甲状腺并成(chéng)功(gōng)植(zhí)入(rù)了小鼠(shǔ)的体内。这项研究成果为(wéi)生物器官(guān)3D打印领域的开(kāi)辟(pì)了一条新的道路(lù),这之前仅仅在科幻小说中(zhōng)提到(dào)过。
10.耳植入
最近,由普林斯顿大(dà)学和(hé)约翰霍普(pǔ)金斯大学的(de)研究团队成功3D打印出了具有“超能力”的人耳,这(zhè)只耳朵可以“听”到超越(yuè)人类(lèi)听力范围的无线(xiàn)频率。这项技术(shù)是通(tōng)过将(jiāng)掺有牛细胞的凝(níng)胶状(zhuàng)液(yè)体以及微(wēi)小的银粒送入打印机,打印机经过特殊程序(xù)设(shè)计,将(jiāng)这(zhè)些(xiē)材料(liào)塑造为仿生(shēng)耳朵,并将银粒(lì)做成螺(luó)旋状天线的(de)形状。
这只人造耳具备了人耳所拥有的(de)软骨结构,而安置在耳(ěr)朵内部(bù)的旋转天线(xiàn)则可(kě)以组成耳蜗螺旋。这样,它就帮助听觉神经末梢有问题的患者重新恢复或提高听力能力。这项(xiàng)技术的问世,为(wéi)未(wèi)来的生物和纳米电子等领(lǐng)域创造了新的可能。
结语:以上(shàng)的(de)十大案(àn)例仅仅是(shì)快速发展的医学3D打印中的冰山一(yī)角,还有更(gèng)多令人惊讶的3D打印(yìn)医学应用正在(zài)处于低(dī)调的(de)研究阶段。