近年來(lái)，3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直突破不斷。其高效快速準(zhǔn)確建立三維模型的特性與醫(yī)療領(lǐng)域講究精準(zhǔn)的要求不謀而合，因此醫(yī)療3D打印技術(shù)具有廣泛的市場(chǎng)。本文將從三個(gè)方面來(lái)概述3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域大顯身手。
　　

                               醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印技術(shù)應(yīng)用成果不凡
　　醫(yī)療3D打印是使用3D打印的方法成型生物材料，特別是細(xì)胞材料，用來(lái)制造人工的組織、器官，還有各種假肢，手術(shù)導(dǎo)板等一系列生物醫(yī)療領(lǐng)域的產(chǎn)品。它是目前3D打印研究中最前沿的領(lǐng)域。Wholers報(bào)告中指出，醫(yī)療3D打印技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)用模型、外科手術(shù)以及手術(shù)導(dǎo)板、骨科植入物等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。
　　
　　完美定制醫(yī)療器械
　　
　　中投顧問(wèn)的一位研究人員曾說(shuō)：“目前，3D打印醫(yī)療器械研發(fā)制造正在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)前景無(wú)量。”據(jù)了解，在發(fā)達(dá)國(guó)家，3D打印醫(yī)療器械在相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用。據(jù)調(diào)查，在美國(guó)約有200萬(wàn)人使用3D打印假肢。3D打印醫(yī)療產(chǎn)品中，諸如義齒、助聽(tīng)器、人工關(guān)節(jié)等在一些發(fā)達(dá)國(guó)家也擁有廣闊市場(chǎng)。業(yè)內(nèi)人士一致看好，3D打印技術(shù)成為醫(yī)療器械研發(fā)應(yīng)用的核心技術(shù)。

　　                                  3D打印假肢
　　1月29日，骨科巨頭Stryker對(duì)外宣布，將于2016年下半年投資建造3D打印工廠。該公司是醫(yī)療器械和植入物產(chǎn)品巨頭，其將3D打印技術(shù)用在脛骨基板上，使外科醫(yī)生不用水泥也能手術(shù)。他們希望推出一個(gè)3D打印鈦管裝置，借助該部件的多孔屬性，可以在移植后實(shí)現(xiàn)骨骼在其內(nèi)部的自然生長(zhǎng)。專家認(rèn)為在制作像定制假體這樣的醫(yī)療器械時(shí)，3D打印是一種完美的技術(shù)。
　

　                                 強(qiáng)生與Carbon3D合作
　　無(wú)獨(dú)有偶，全球醫(yī)療行業(yè)巨頭強(qiáng)生在1月25日宣布，將與3D打印公司Carbon3D合作，共同開(kāi)發(fā)可定制的3D打印手術(shù)器械。Carbon3D是一家專業(yè)3D打印公司，旗下最大的賣點(diǎn)在于其專有的CLIP3D打印技術(shù)。據(jù)悉。這項(xiàng)技術(shù)的成型速度比普通3D打印速度高出25至甚至100倍，在如此高速的3D打印下，出來(lái)的成型結(jié)果可媲美注塑成型。
　　
　　早在去年11月，美國(guó)東北大學(xué)機(jī)械和工業(yè)工程系副教授RandallErb開(kāi)發(fā)了一個(gè)根據(jù)具體病人情況打印特定導(dǎo)管的設(shè)備。導(dǎo)管是用來(lái)給病人或新生兒輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一個(gè)重要醫(yī)療裝置。目前的導(dǎo)管只有固定的形狀和尺寸，生產(chǎn)定制導(dǎo)管對(duì)公司來(lái)說(shuō)成本太高，3D打印則可以解決這個(gè)問(wèn)題。據(jù)了解，這個(gè)新設(shè)備通過(guò)改變磁場(chǎng)來(lái)改變合成材料的尺寸和形狀，從而為病人提供定制服務(wù)。
　

　                                      3D打印特定導(dǎo)管
成功助力骨骼外科手術(shù)
　　
　　3D打印技術(shù)，在醫(yī)療器械領(lǐng)域廣受歡迎，同時(shí)也參與了不少外科成功手術(shù)案例。最近，泰國(guó)某醫(yī)院矯形科醫(yī)生和他的團(tuán)隊(duì)，利用3D打印的鈦金屬假體為一名右手拇指骨骼因腫瘤嚴(yán)重?fù)p壞的37歲女性實(shí)施了骨骼替換手術(shù)。據(jù)知，這類手術(shù)一般使用的植入物是用從患者臀部或腿部獲取的天然骨骼制成。而這種方法會(huì)對(duì)取骨處造成一定程度的損傷。現(xiàn)在，3D打印鈦金屬假體不僅不會(huì)造成二次傷害，反而還具有質(zhì)地輕更加強(qiáng)韌的優(yōu)點(diǎn)。

　　                                 右手拇指骨骼替換手術(shù)
　　來(lái)了解一下3D打印鈦金屬假體的過(guò)程。首先，通過(guò)X光掃描患者的左手拇指再進(jìn)行鏡像創(chuàng)建出右手拇指骨骼樣子的3D數(shù)字模型。然后，用樹(shù)脂材料做出拇指的實(shí)體模型。最后，使用生物醫(yī)療級(jí)鈦金屬做出了最終的成品。
　　
　　國(guó)內(nèi)也有不少利用3D打印技術(shù)幫助患者成功手術(shù)的例子。去年12月，北京大學(xué)人民醫(yī)院內(nèi)，完成了世界首例右骨盆巨大腫瘤切除3D髂骨假體重建術(shù)。這是繼7月份，該醫(yī)院完成3D全骶骨假體重建術(shù)后的又一成功案例。傳統(tǒng)的全膝置換是極其精細(xì)且浩大的工程，而3D打印技術(shù)引入之后，只需要兩片由3D打印的模型即可完成全膝置換手術(shù)，當(dāng)然，這是利用了專家的醫(yī)學(xué)專利。
　　
　　第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院胸腔外科與超聲診斷科醫(yī)學(xué)3D打印研究小組專家于去年7月實(shí)施了世界首例3D打印鈦合金胸骨置換術(shù)。去年11月，北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院董家鴻教授團(tuán)隊(duì)手術(shù)演示了國(guó)際首例3D打印個(gè)體化模型導(dǎo)航下的肝門部膽管癌精準(zhǔn)切除術(shù)。北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科主任劉忠軍帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)在脊柱及關(guān)節(jié)外科領(lǐng)域研發(fā)出幾十個(gè)3D打印脊柱外科植入物。
　　
　　據(jù)相關(guān)專家介紹，骨科3D打印技術(shù)，不僅可以幫助醫(yī)生完成骨科手術(shù)，它還能很好的解決假體和骨頭長(zhǎng)不到一起，或者連接松動(dòng)等問(wèn)題。3D構(gòu)件由于在制造打印時(shí)，精度要求高，出來(lái)的成品能與患者骨頭結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)完美契合，因此更加穩(wěn)固。
　　
　　現(xiàn)在3D打印技術(shù)日益成為骨科科手術(shù)的新寵，它通過(guò)數(shù)字化技術(shù)和軟件，利用3D打印機(jī)，直接打印出骨關(guān)節(jié)模具，不僅解決了手術(shù)中的難題，也大大提高了骨科患者的恢復(fù)質(zhì)量，還加快了愈合時(shí)間，另外經(jīng)過(guò)骨科3D打印技術(shù)治療，患者僅需數(shù)天恢復(fù)便可下地活動(dòng)。因此，不少醫(yī)院引入該項(xiàng)技術(shù)，成立專門研究團(tuán)隊(duì)以便后續(xù)手術(shù)需要。
　　
　　仿生功能干細(xì)胞培養(yǎng)
　　
　　3D打印技術(shù)，除了在骨科手術(shù)大量應(yīng)用，業(yè)界更看好其在干細(xì)胞領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)揮。因?yàn)?D生物打印的核心技術(shù)在于生物磚，即一種新型且精準(zhǔn)的具有仿生功能的干細(xì)胞培養(yǎng)體系。它是以含種子干細(xì)胞或分化細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和營(yíng)養(yǎng)成分等組成的“生物墨汁”，結(jié)合其他材料層層打印出具有生物活性的產(chǎn)品，再經(jīng)培育處理，形成有生理功能的組織結(jié)構(gòu)。可生物降解、具有力學(xué)強(qiáng)度和抗機(jī)械損傷能力。里面是細(xì)胞生長(zhǎng)因子和成千上萬(wàn)種的營(yíng)養(yǎng)成分。3D生物打印是打印出含有細(xì)胞成分并具有生物學(xué)活性的產(chǎn)品。

　　                                3D打印人類干細(xì)胞
　　四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司康裕建說(shuō)，“因?yàn)橹苯尤∽悦恳粋€(gè)體的人體干細(xì)胞，修復(fù)、替換個(gè)體本身病變組織的異體排斥性不復(fù)存在，同時(shí)其結(jié)構(gòu)和功能性匹配更佳，術(shù)后恢復(fù)等環(huán)節(jié)將變得更易被接受和順暢。這是個(gè)性化定制健康的最高境界。”目前，英國(guó)威爾士Morriston醫(yī)院的整形外科醫(yī)生們正在試圖使用人類細(xì)胞打印生物結(jié)構(gòu)，并提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境和合適的時(shí)機(jī)使它們成長(zhǎng)為我們可以放入人體內(nèi)的組織。它將重建人體缺失的身體部位，比如鼻子或耳朵的一部分，而且最終可以重建更大的部位，諸如骨骼、肌肉和血管等。
　　
　　在去年11月出版《生物制造》雜志上，有一則胚胎干細(xì)胞3D打印成果展示。來(lái)自中國(guó)清華大學(xué)和美國(guó)德雷克賽爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)能夠用3D打印胚胎干細(xì)胞，并且印制出的細(xì)胞胚體高度統(tǒng)一。據(jù)了解，胚胎干細(xì)胞能夠生成人體所有類型的細(xì)胞，它可以用來(lái)構(gòu)建身體組織結(jié)構(gòu)以及潛在的微觀器官。研究人員用基于3D打印的方法制造出三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以生長(zhǎng)胚體，這種胚體被證明較有活力，并且能夠快速進(jìn)行自我修復(fù)，還能保持變成任意類型細(xì)胞的多潛能性。
　　
　　此外，中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)徐銘恩研究團(tuán)隊(duì)的成果也分外精細(xì)。據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)可以將脂肪干細(xì)胞、內(nèi)皮和胰島細(xì)胞在3D空間內(nèi)精確組合，形成模擬體內(nèi)代謝調(diào)控結(jié)構(gòu)的模型，無(wú)論是胰島素分泌、葡萄糖代謝、脂肪代謝，還是受阻因子的分泌，相關(guān)結(jié)果更接近人體，對(duì)藥物的敏感性和毒性的反應(yīng)更準(zhǔn)確。
　　
　
　　國(guó)內(nèi)外齊頭并進(jìn)的研究3D打印仿生干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，并且皆取得可喜的成果，無(wú)論是大企業(yè)在3D打印醫(yī)療器械方面的合作，還是3D打印助力外科手術(shù)并取得成功，都可以看出，3D打印醫(yī)學(xué)應(yīng)用成果驕人。
　　
　　3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域如此廣泛的應(yīng)用，不僅有助于醫(yī)學(xué)研究突破，還極大的幫助患者早日康復(fù)。目前，3Ｄ打印技術(shù)，已經(jīng)走到仿生干細(xì)胞培養(yǎng)的階段，對(duì)于醫(yī)學(xué)界最期待的個(gè)性化定制器官邁出了重要一步。
　　
　　對(duì)此，業(yè)界普遍看好的醫(yī)學(xué)３D打印技術(shù)，也有一定的擔(dān)憂。雖然目前3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得不錯(cuò)成果，但是，這項(xiàng)技術(shù)制成的人體植入物必須經(jīng)過(guò)大量細(xì)胞培養(yǎng)和試驗(yàn)，以確保其能夠在人體內(nèi)存活。而人體組織器官的復(fù)雜性，現(xiàn)在的技術(shù)還不能夠完全駕馭。此外，3D打印使用的材料會(huì)否產(chǎn)生副作用，是否會(huì)與人體組織發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生不利于人體健康的因素，都需要長(zhǎng)期的試驗(yàn)來(lái)論證。