近年來,3D打印技術(shù)的發(fā)展十分迅速,甚至業(yè)內(nèi)一度認(rèn)為3D打印將引領(lǐng)第三次工業(yè)革命,相較于傳統(tǒng)制造業(yè),3D打印具有突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)空間、個(gè)性化、小批量和高精度等優(yōu)勢(shì)。此外由于醫(yī)療行業(yè)鮮有標(biāo)準(zhǔn)的量化生產(chǎn),規(guī)避了3D打印的劣勢(shì),因此3D打印已率先在醫(yī)療領(lǐng)域獲得應(yīng)用上的突破。今天小編就為大家盤點(diǎn)了一下3D打印在醫(yī)療方面的應(yīng)用。
假肢方面
人的身體十分復(fù)雜,每一個(gè)人身體的細(xì)微之處又各不相同,因此,傳統(tǒng)的假肢很難針對(duì)每一位患者量身定做,而3D打印的出現(xiàn)恰好解決了這一問題。
兩歲的Emma Lavelle患有先天性多發(fā)性關(guān)節(jié)攣縮癥(AMC),這種病阻礙了她的肌肉和關(guān)節(jié)生長并使肌肉和關(guān)節(jié)變得僵硬。 因此,Emma的運(yùn)動(dòng)能力嚴(yán)重被限制一直以來,她已經(jīng)歷了多次手術(shù)和矯正治療。在治療AMC方法中,最具前景的一項(xiàng)治療是WREX設(shè)備,這是一款身體鑄件,搭配彈性繃帶和假肢關(guān)節(jié),可幫助AMC患者抬舉四肢。
可問題是,Emma年齡太小個(gè)子也小,不適合這款典型的WREX設(shè)備。 所以兩名研究人員塔里克-拉赫曼博士和設(shè)計(jì)師惠特尼-山姆珀?duì)栆黄痖_發(fā)了一個(gè)縮小版的適合Emma體型的WREX設(shè)備。
采用一個(gè)較小的3D打印,兩名研究人員就能夠打印縮小版的WREX設(shè)計(jì)中的小部件。這次3D打印機(jī)沒有采用金屬,而是采用ABS塑料制成了新的零部件,實(shí)驗(yàn)證明這些材質(zhì)非常堅(jiān)固,足可以支撐起Emma日常使用。如今Emma現(xiàn)在可以自由移動(dòng)手臂,可以像正常孩子一樣玩玩具,自己吃飯,甚至不需要父母的幫助就可以擁抱父母。3D打印技術(shù)改變了Emma的生活。
3D打印器官
今年1月,在邁阿密兒童醫(yī)院,有一位患有“完全型肺靜脈畸形引流(TAPVC)”的4歲女孩Adanelie Gonzalez,由于疾病她的呼吸困難免疫系統(tǒng)薄弱,如果不實(shí)施矯正手術(shù)僅能存活數(shù)周甚至數(shù)日。
心血管外科醫(yī)生借助3D心臟模型的幫助,通過對(duì)小女孩心臟的完全復(fù)制3D模型,成功地制定出了一個(gè)復(fù)雜的矯正手術(shù)方案。最終根據(jù)方案,成功地為小女孩實(shí)施了永久手術(shù),現(xiàn)在小女孩的血液恢復(fù)正常流動(dòng),身體在治療中逐漸恢復(fù)正常。
3D打印制藥
今年8月,首款由Aprecia制藥公司采用3D打印技術(shù)制備的SPRITAM(左乙拉西坦,levetiracetam)速溶片得到美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)上市批準(zhǔn),并將于2016年正式售賣。這意味著3D打印技術(shù)繼打印人體器官后進(jìn)一步向制藥領(lǐng)域邁進(jìn),對(duì)未來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)性制藥、針對(duì)性制藥有重大的意義。該款獲批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ZipDose3D打印技術(shù)。
通過3D打印制藥生產(chǎn)出來的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞,具有極高的內(nèi)表面積,故能在短時(shí)間內(nèi)迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來了福音。
這種設(shè)想主要針對(duì)病人對(duì)藥品數(shù)量的需求問題,可以有效地減少由于藥品庫存而引發(fā)的一系列藥品發(fā)潮變質(zhì)、過期等問題。事實(shí)上,3D打印制藥最重要的突破是它能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)為病人量身定做藥品的夢(mèng)想。
3D打印神經(jīng)
根據(jù)外媒報(bào)道,國外某研究機(jī)構(gòu)最近開創(chuàng)了一項(xiàng)史無前例的發(fā)明,他們將3D打印技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜的感官神經(jīng)和運(yùn)行神經(jīng)的的創(chuàng)傷修復(fù)上,這一創(chuàng)舉每年將為20多萬神經(jīng)受損或者神經(jīng)疾病的人提供幫助。
眾所周知神經(jīng)再生是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,由于這種復(fù)雜性,神經(jīng)在受到損傷后,可以再生是十分罕見的。因此,神經(jīng)的損傷通常是永久性的,但是如今在3D打印的幫助下或許可以解決這個(gè)問題。
在《 Advanced Functional Materials》周刊一項(xiàng)新的研究中表示,研究員通過3D成像和3D打印技術(shù),創(chuàng)建一個(gè)植入了生化線索的定制硅膠導(dǎo)板,來幫助恢復(fù)神經(jīng)再生。這一方法在用老鼠做的實(shí)驗(yàn)上效果顯著。
通過獲取結(jié)果,研究員們使用3D掃描儀來對(duì)老鼠的坐骨神經(jīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了逆向工程,為了神經(jīng)再生,接著他們又用了一個(gè)專業(yè)定制的3D打印機(jī)來打印導(dǎo)板。然后在這個(gè)導(dǎo)板里植入化學(xué)線索來促進(jìn)感官以及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的再生,最后通過外科移植手術(shù)將這塊導(dǎo)板植入了老鼠神經(jīng)的切割端中。經(jīng)過10-12周的康復(fù),老鼠可以重新行走了。
3D打印骨骼
里塔·蘇隆恩(Riitta Suuronen)帶領(lǐng)的芬蘭坦佩雷大學(xué)研究小組在他的腹部用了9個(gè)月基于“腳手架”方法成功培育出一個(gè)男性的下頜骨。這項(xiàng)技術(shù)突破意味著,干細(xì)胞可以從患者自身的脂肪細(xì)胞中培育形成。溫蘭特在打印機(jī)中裝載了三鈣磷酸鹽和一種聚乳酸,這是人體中最基礎(chǔ)的元素。
這個(gè)打印形成的骨骼“腳手架”包含了數(shù)千個(gè)微孔,骨骼細(xì)胞可以放置在其中,逐漸培育生長,并最終這個(gè)“腳手架”可以生物分解消失。研究小組從人體骨髓中提取CD117細(xì)胞,這種細(xì)胞能夠發(fā)育成一種叫做“造骨細(xì)胞”(osteoblasts)的初生骨細(xì)胞,研究小組在3D打印機(jī)形成的骨骼“腳手架”中注入一種凝膠,可對(duì)培育的初生骨細(xì)胞提供營養(yǎng)發(fā)育。15個(gè)星期之后,骨骼“腳手架”最終在老鼠背部的皮膚之下分解,腳手架中的造骨細(xì)胞形成了人體骨骼
評(píng)論
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