3D打(dǎ)印技术已经(jīng)有几十年的历史(shǐ)了,但(dàn)直到桌面级3D打印(yìn)设备问世,才让大(dà)众真正(zhèng)知道3D打印技术的存在。如今,3D打印机(jī)随处可见,在(zài)各行(háng)各业都(dōu)正在获得广泛应用。特别(bié)在医学(xué)领域,3D打印技术创造了诸多(duō)令人赞叹的(de)成就,也(yě)正在以其非凡的能力去改(gǎi)造未来的医疗产业。
据了解,3D打印现在已经被用在打印药品,医疗设备,针对患者的解(jiě)剖学(xué)模型以及生物组织等多个方(fāng)向(xiàng)。医学专(zhuān)家们(men)也都(dōu)陆续开(kāi)始将这门高效且极具个(gè)性化的新科技应(yīng)用于自己的医学实践当中,以提(tí)高医疗服务(wù)的水平。因此,我们列出了十大3D打印医学革新的案例,用以展现当今医学领域3D打印水平。
1.骨骼模型
过(guò)去(qù),医学专家们都是通过制作(zuò)平(píng)面解剖图和(hé)扫描图来诊断患者的健(jiàn)康状况。如今,通过3D打印,医生们能够(gòu)通过(guò)分析患者独特的MRI和CT扫描图来(lái)打印骨骼的三维模型。而在整(zhěng)形外(wài)科中,医(yī)生(shēng)可以通过打印复杂的三维(wéi)骨骼模型来(lái)进(jìn)行术前(qián)实(shí)践,同时(shí)也可(kě)以利用该模型让(ràng)患者对手术(shù)有(yǒu)更为清(qīng)晰的认(rèn)识。而在这些案例中,3D打印集中体现(xiàn)了其高效(xiào)率的(de)优势,速(sù)度非常关键,一(yī)般的桌面(miàn)级3D打印(yìn)机都能够(gòu)在几小时(shí)内完成(chéng)模型的制作。而(ér)这(zhè)些骨骼模型一般都是通过一种生物可降解材料-PLA来进行打印。不仅如此(cǐ),模型还可以进一步缩小比例,让模型制作(zuò)速度进一步加快。
从(cóng)新闻中我(wǒ)们曾(céng)经看到过,杜兰大学(xué)泌尿外科的一个医学研究小组曾经在一个高难度(dù)的(de)肿瘤切除手术(shù)中,利用3D打(dǎ)印技术(shù)制(zhì)作了(le)高(gāo)精度(dù)的肾脏模型。这些模型是利(lì)用SLA 3D打印技术,以(yǐ)树脂作为材(cái)料,清晰(xī)的展示出肿瘤的生长位置。其用途主要(yào)是让患者自己(jǐ)清晰的了解到自己的病症,以便于双方能够更好的合作来完(wán)成(chéng)手术。
3.未出生的婴儿(ér)
虽然这并不是严格意义上(shàng)的医(yī)学应用(yòng),但3D打印确实从很大程度上帮助了未来的父母亲们,让他们能够在婴儿出世前更清(qīng)晰的(de)看到(dào)婴儿的各项特征。通(tōng)过(guò)超声波扫描获得婴儿的特征数据模型(xíng),然后将其转换(huàn)为3D打(dǎ)印格式模型文件。然后(hòu)就可以利用PLA做材料来3D打印出(chū)婴儿的精(jīng)细(xì)模型(xíng),让父母能够提早(zǎo)看到自己的(de)孩子。
4.药(yào)片(piàn)
首个通过FDA检测的(de)3D打印药片叫做Spritam,在今年5月正式上(shàng)市。这种药片是由位(wèi)于美国宾夕法尼亚州兰(lán)霍恩的Aprecia Pharmaceuticals公司使用改(gǎi)进型3D打印(yìn)技术开发的,该技术原(yuán)是由MIT开发,设(shè)计目的是制造(zào)速溶(róng)性产(chǎn)品。药片(piàn)通过反(fǎn)复扩散由药物(wù)粉末结合水(shuǐ)溶(róng)性粘合剂的使用制成,在该(gāi)公(gōng)司的测试中在(zài)仅仅4秒多(duō)的时间内就完全溶解了。这种Levetiracetem(左乙拉西坦)是一种口服药物(wù),可作为各种癫痫疾病的(de)儿童和成人处方治疗的(de)一部分。
虽然现(xiàn)在3D打印药片(piàn)还(hái)没有得到(dào)广(guǎng)泛的应(yīng)用,但(dàn)它却(què)是未来医药学制(zhì)造的开端。未(wèi)来还将(jiāng)会有(yǒu)更多的(de)药(yào)片通(tōng)过(guò)3D打印技(jì)术进行研发制造。而(ér)且医药学研(yán)究(jiū)者还会(huì)通过分析各种病人的病征,并利用算法(fǎ)和(hé)软件(jiàn)来(lái)开发新的药物成分,针对体重,性别,肝功能以及其他各(gè)项指标来3D打印特效药物。
5.牙科指南
在牙科植入手(shǒu)术当中(zhōng),牙科医(yī)生们通常需要针对牙钻(zuàn)的(de)具体位置做出准确的判断(duàn)。现在,FDA的一种新型的牙(yá)科(kē)部件,叫做Dental SG。能够让牙(yá)科医(yī)生们(men)在植入手术中针(zhēn)对牙(yá)钻(zuàn)的位置做出最精准的(de)决策。这(zhè)款新部件是利(lì)用挠性树脂,通过3D打印技术制作,能(néng)够完(wán)美的(de)嵌合于患(huàn)者的牙齿3D打(dǎ)印模型之上。这种方法不仅提高了手术(shù)精准度(dù)和效率,而且加快了患者的恢复期,可(kě)谓两(liǎng)全其美(měi)。
6.医疗自(zì)动缝(féng)合设备
Suture是(shì)一款正在实验(yàn)当中的新型手持式自动(dòng)缝合设备。由英国(guó)皇家波普(pǔ)顿医院(yuàn)的专(zhuān)家AlexBerry与他的同事们(men)共同设计,这款设备配备了3D打印的树脂部件(jiàn),能够被用(yòng)于(yú)多种需(xū)要医学缝合技(jì)术的场合。
7.假(jiǎ)肢
对于机器(qì)人领域来说,3D打印的(de)假(jiǎ)肢是一个非(fēi)常激动人(rén)心的发(fā)展方向。OpenBionics公(gōng)司最(zuì)初(chū)创造了开源的3D打印假肢,而且在(zài)众多(duō)公益医疗项目中投入应用。另一个组(zǔ)织你(nǐ)或许也(yě)听(tīng)过,叫做e-Nabling the Future,他们允许3D打印机的使用(yòng)者们能够下载(zǎi)开(kāi)源的3D打印(yìn)假肢模型,并打印出(chū)各个(gè)部件(jiàn)用来帮助那些残疾(jí)人(rén)士。
8.肿(zhǒng)瘤模型(xíng)
如(rú)今,3D生(shēng)物打印已成为整个3D打印产业当(dāng)中发展最快(kuài)的领域之一(yī),很多机构曾预测其市场将在2024年突破60亿美元。现在(zài),来自爱丁堡的赫瑞(ruì)瓦特大学一个研究小组正通过(guò)3D打印来制作具有生物活性(xìng)的脑补肿(zhǒng)瘤。该团队将(jiāng)使用患(huàn)者肿瘤中的干细(xì)胞(bāo)为材料来进行打(dǎ)印,以此来持续研究(jiū)肿瘤的生长过程(chéng)。他们希望(wàng)利用3D打印的肿瘤来测试各种新型药物的疗效,以便研究出新(xīn)的肿瘤治疗(liáo)方(fāng)法(fǎ)。
9.甲状(zhuàng)腺
Vladimir Mironov博士来自于一家(jiā)刚(gāng)刚(gāng)起步(bù)的3D生物打印(yìn)公(gōng)司,他(tā)之前顺利通过3D打印技术制(zhì)作出了具有(yǒu)生物活性的甲状腺并(bìng)成功植入(rù)了小鼠的体内。这项研究成果为生物器官3D打印(yìn)领(lǐng)域(yù)的(de)开辟了一(yī)条(tiáo)新(xīn)的道路,这之前仅仅在科幻小说中提(tí)到过。
10.耳植(zhí)入(rù)
最(zuì)近,由普林(lín)斯顿大学和(hé)约翰(hàn)霍普金斯(sī)大学的研究团队成(chéng)功(gōng)3D打印出了具有“超能(néng)力”的人耳(ěr),这(zhè)只耳朵(duǒ)可以(yǐ)“听(tīng)”到(dào)超越(yuè)人类听力(lì)范围的无线频率。这项技术是通过将掺有牛细胞的凝胶状(zhuàng)液体以及微小(xiǎo)的银(yín)粒(lì)送入打(dǎ)印机(jī),打印机经过特殊程序设计(jì),将这些材料塑造为(wéi)仿生耳朵,并将(jiāng)银粒(lì)做成螺旋状天线的(de)形状。
这只人造耳具备了人耳(ěr)所拥有的软骨结构(gòu),而安置在(zài)耳朵内(nèi)部的(de)旋转天线则可以组成耳蜗(wō)螺(luó)旋。这样,它就帮助听觉神(shén)经末(mò)梢有问题(tí)的患者重新恢复或提高听力能力。这项技(jì)术的(de)问世,为未来的(de)生物和(hé)纳米电子等领域(yù)创造(zào)了新的可能。
结语:以上的十大案例(lì)仅(jǐn)仅是(shì)快速发展的(de)医学3D打印中的冰山(shān)一角(jiǎo),还有更(gèng)多(duō)令(lìng)人惊讶的3D打印(yìn)医(yī)学应用正(zhèng)在处于低调的研究(jiū)阶段。