3D打印對全球醫療產業的六大“沖擊”

2017-06-16

作為現代醫學領域的一大“黑科技”，3D打印這些年來在醫療產業創造出了諸多奇跡。不僅振奮了醫療市場，更是讓眾多難以攻克的問題迎刃而解。不過，幾年以前要是我說“3D打印可以用在醫學上”，你一定會覺得這簡直就是天方夜譚！


但是，現在你還會這么覺得嗎？
    

美國新澤西理工學院設計專業的Amos Dudley，牙齒“東倒西歪”，每次笑的時候就很尷尬啊！笑不露齒不是個長久之計，再加上“隱形透明牙套”太貴，于是這個“窮學生“就利用自己的專業優勢和學校最先進的3D打印機（新澤西理工學院設計專業學生能免費用），又去查了怎么矯正牙齒和制作設計了牙套。

最后他打印了12套，每天都戴著，連續16周，效果就只能用“哇塞”來形容了。

打印人造血管

國外的一個研究團隊，用3D打印機打印了毛細血管出來，用以解決“在里面構架血管輸送營養物質并排泄代謝廢物”的難題。為了減弱排異反應，還使用了含有高分子聚合物以及生物分子的特殊油墨。通過一系列化學反應，將打印出來的血管轉變成具有彈性的固體材料。這樣研究人員就能精確構造毛細血管。

研究人員用細胞介質沖洗人造血管



盡管這樣已經非常精密了，研究人員仍需要預備額外的一層物質來架構精細的羽狀血管。制成的毛細血管將成為細胞的依憑，形成最里層的內壁。

打印匹配膚色的皮膚



在這個格外注重外在的社會，因為膚色原因進行的皮膚移植幾乎跟重度燒傷手術一樣多。So，英國利物浦大學的研究者們向3D打印技術邁出了第一步！打印出個性化的、外觀自然的皮膚。



Wuerger 博士和她的團隊正在研發一個可以讓打印皮膚與個體皮膚相匹配的系統。為了完成這個系統，該團隊首先要研發出一臺3D掃描相機，用于掃描病患皮膚的3D影像。掃描得出的數據將用于打印該病患的移植皮膚。



在此數據庫的基礎之上，將會制作出通用型的、緊急備用皮膚。。他們甚至還認為，有朝一日，或許想要進行美容手術的人，可以隨意挑選一種自己喜歡的皮膚換上~



小編：那豈不膚色深淺，隨你挑選？

修復面部骨骼



威爾士人Stephen Power遭遇了一起嚴重的摩托車事故，導致他面部嚴重骨折。整形外科醫生只能夠對他臉部的損傷進行固定，沒有對他的眼眶進行修復，擔心會影響到他的視力。當時他顴骨和眼眶碎裂，頭骨骨折，下巴也出現碎裂，因此他在外出到公共場所的時候都會帶上帽子和墨鏡。

因為損傷比較復雜，醫生就把治療方向轉向了3D打印技術。先對Power的臉進行3D掃描，然后在電腦上創建模型，建出合適的骨骼，這樣利用Power的模型就在電腦上先進行虛擬的手術。接著在用3D打印機對醫用植入鈦進行8個小時高強度的打印。



手術整個過程都非常順利，和之前在模型上計劃的一模一樣。



Power對醫生給了很高的評價。Power說：“老實說，我認為他們一直做的都很好，因為那次事故太糟糕了。對于這個手術我沒法解釋，反正讓我看起來好了很多了。”

小編：簡直是有了質的飛躍??！


3D打印可移植入耳



在3D打印的基礎上，科學家已經研發出來生物3D打印技術！這種技術打印出來的可替換組織足夠堅固，能夠承受手術移植?？茖W家們為此還打印了頜骨、肌肉、軟骨組織和人耳進行實驗。



沒有血管的支持，細胞無法生存，而不到200微米的血管極其細小，這樣的限制因素使得生物打印成為一種極具挑戰的技術主張。



新的生物打印系統克服了所有這些不足。可生物降解的聚合物材料形成組織形狀，水凝膠(對細胞無毒)負責將細胞運輸到結構中。臨時的外置結構能夠維持打印過程中物體的形狀。為了處理被限制的尺寸，研究人員們需在設計中嵌入微通道，允許營養物質和氧氣被運送到結構里的各個細胞中。



Atala說：“基本上我們重新創建了毛細血管，這樣的微通道就像毛細血管床一樣?！?br />


為了測試他們的3D打印生物部位，研究人員們在活體動物身上做了不少實驗。人類外耳被移植到老鼠的皮膚下。兩個月后，這些耳朵依舊維持著它們的形狀，里面也形成了軟骨組織和血管。被打印出來的肌肉組織也被移植到老鼠身上，同外耳一樣，它們也保持著結構完整性。



干細胞創造出來的頜骨也被移植到了老鼠身上，五個月后，這些結構形成了血管骨組織。未來，3D打印骨頭將被用在人類面部重建中。

精準切除腫瘤



借助3D打印模型，能夠幫助醫生更加精準的切除腫瘤。2015年4月22日，南方醫科大學珠江醫院成功完成我國首例利用3D打印指導完成復雜肝臟腫瘤切除手術。



反復腹瀉4年余，一直被當地醫院當作“胃腸炎”治療，最后確診右肝有巨大腫瘤。長寬高均超過10厘米，醫護人員形容“形似小西瓜”。不過，手術的最大難點是患者的肺部動脈和門靜脈有三處變異。



在3D打印技術的幫助下，醫生們制定和落實了最佳切除方案，避開重要血管，只切除了肝臟的42.75%。專家稱盡可能多地保留肝組織對患者術后正常恢復有非常重要的作用，而且因為“下刀”精準巧妙，患者術中出血很少。



雖然3D打印技術在成為常見醫療業務之前還存在著一些問題，但是它的創新價值還是值得期待的。預計到2020年，在醫療保健中應用3D打印技術的市值將達到21.3億美元（約合人民幣138億元）。