3D打印對全球醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的六大“沖擊”

2017-06-16

作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一大“黑科技”，3D打印這些年來在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造出了諸多奇跡。不僅振奮了醫(yī)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(yī)學(xué)上”，你一定會覺得這簡直就是天方夜譚！


但是，現(xiàn)在你還會這么覺得嗎？
    

美國新澤西理工學(xué)院設(shè)計專業(yè)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(xué)生“就利用自己的專業(yè)優(yōu)勢和學(xué)校最先進的3D打印機（新澤西理工學(xué)院設(shè)計專業(yè)學(xué)生能免費用），又去查了怎么矯正牙齒和制作設(shè)計了牙套。

最后他打印了12套，每天都戴著，連續(xù)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(gòu)架血管輸送營養(yǎng)物質(zhì)并排泄代謝廢物”的難題。為了減弱排異反應(yīng)，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(xué)反應(yīng)，將打印出來的血管轉(zhuǎn)變成具有彈性的固體材料。這樣研究人員就能精確構(gòu)造毛細血管。

研究人員用細胞介質(zhì)沖洗人造血管



盡管這樣已經(jīng)非常精密了，研究人員仍需要預(yù)備額外的一層物質(zhì)來架構(gòu)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(nèi)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(shù)一樣多。So，英國利物浦大學(xué)的研究者們向3D打印技術(shù)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(fā)一個可以讓打印皮膚與個體皮膚相匹配的系統(tǒng)。為了完成這個系統(tǒng)，該團隊首先要研發(fā)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(shù)據(jù)將用于打印該病患的移植皮膚。



在此數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)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(shù)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(fù)面部骨骼



威爾士人Stephen Power遭遇了一起嚴重的摩托車事故，導(dǎo)致他面部嚴重骨折。整形外科醫(yī)生只能夠?qū)λ槻康膿p傷進行固定，沒有對他的眼眶進行修復(fù)，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(xiàn)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(fù)雜，醫(yī)生就把治療方向轉(zhuǎn)向了3D打印技術(shù)。先對Power的臉進行3D掃描，然后在電腦上創(chuàng)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(shù)。接著在用3D打印機對醫(yī)用植入鈦進行8個小時高強度的打印。



手術(shù)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(yī)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(shù)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(zhì)的飛躍！！


3D打印可移植入耳



在3D打印的基礎(chǔ)上，科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出來生物3D打印技術(shù)！這種技術(shù)打印出來的可替換組織足夠堅固，能夠承受手術(shù)移植。科學(xué)家們?yōu)榇诉€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(zhàn)的技術(shù)主張。



新的生物打印系統(tǒng)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?shù)浇Y(jié)構(gòu)中。臨時的外置結(jié)構(gòu)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(shè)計中嵌入微通道，允許營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣被運送到結(jié)構(gòu)里的各個細胞中。



Atala說：“基本上我們重新創(chuàng)建了毛細血管，這樣的微通道就像毛細血管床一樣。”



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(jié)構(gòu)完整性。



干細胞創(chuàng)造出來的頜骨也被移植到了老鼠身上，五個月后，這些結(jié)構(gòu)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(yī)生更加精準的切除腫瘤。2015年4月22日，南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院成功完成我國首例利用3D打印指導(dǎo)完成復(fù)雜肝臟腫瘤切除手術(shù)。



反復(fù)腹瀉4年余，一直被當?shù)蒯t(yī)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(yī)護人員形容“形似小西瓜”。不過，手術(shù)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(shù)的幫助下，醫(yī)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(shù)后正常恢復(fù)有非常重要的作用，而且因為“下刀”精準巧妙，患者術(shù)中出血很少。



雖然3D打印技術(shù)在成為常見醫(yī)療業(yè)務(wù)之前還存在著一些問題，但是它的創(chuàng)新價值還是值得期待的。預(yù)計到2020年，在醫(yī)療保健中應(yīng)用3D打印技術(shù)的市值將達到21.3億美元（約合人民幣138億元）。