3D打印技術將為醫(yī)療行業(yè)帶來巨大發(fā)展

2014-04-25 來源：健客網社區(qū) 標簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護膚

摘要：數(shù)據(jù)顯示，全世界每天就有18個人因為找不到合適的器官移植而導致死亡。但這種局面有望得到改變，3D打印技術發(fā)展迅速，今后或許可以通過3D打印得到合適的器官。

　　3D打印也稱“增材制造(A dditiveM anufacturing)”，與傳統(tǒng)的機械制造主要通過削除材料完成產品的方式不同，是一種以計算機的數(shù)據(jù)設計文件為基礎，使用粉末狀金屬或塑料或者其他可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式，將材料逐層沉積或黏合以構造成三維物體的技術。3D打印早在80年代就已經在美國出現(xiàn)，目前3D打印設備已經廣泛地應用于航空航天、汽車、工業(yè)、醫(yī)療、建筑等領域。

　　目前美國Organovo公司已經用3D打印技術培養(yǎng)出人體肝臟組織，用于毒理預測學和疾病建模，并計劃在今年年底正式商用。隨著技術的日益成熟，3D打印將掀起醫(yī)學界的產業(yè)革命。

由3D打印技術打印的人體四肢

　　醫(yī)療領域的3D打印技術

　　上海交通大學醫(yī)學院一個骨盆腫瘤患者，經過診治后大半個骨盆被切除，面臨殘廢的風險，醫(yī)生正在想辦法讓他重新站立行走。

　　中國工程院院士、該院骨科主任戴尅戎教授介紹，按照以前的辦法，一般是使用制好的“通用型”金屬制品或經過處理的異體骨頭修復骨骼巨大缺損，但匹配度差，效果并不好。而如今，他們正在嘗試用3D打印技術為患者重新“打印”一個新的骨盆。

　　在手術前，他們用CT掃描和磁共振技術采集完整的骨盆和腫瘤的數(shù)據(jù)，在此基礎上在計算機中構建出病人骨盆的立體圖像，并給出腫瘤的邊界和手術切除的范圍。同時，通過3D打印設備，打印出一個完整的與病人相同的骨盆模型。由醫(yī)師先在模型上進行模擬切除，根據(jù)模型的殘缺情況，設計制造出人工半骨盆假體并在模型上進行模擬安裝和修正，模擬安裝成功后，再使用鈦合金打印出真正的骨盆假體。手術切除腫瘤后，植入假體并與殘留骨盆精確連接。訂制的骨盆表面還可加上特殊涂層或微孔結構，有利于周圍組織與假體形成一體。最后的手術很成功，病人已經能夠站立行走。

　　據(jù)悉，從上世紀80年代后期，戴尅戎的醫(yī)學團隊就開始在骨科應用3D打印技術即快速原型技術，已利用3D打印技術為九院和其他醫(yī)院的數(shù)百例四肢和骨盆嚴重病變的病人制作了不同部位和形狀的個體化骨關節(jié)修復假體，并取得成功。

　　戴尅戎表示，3D打印技術在醫(yī)療領域的發(fā)展空間巨大。從醫(yī)學角度看，3D打印技術有幾個特點，即因人制宜、就地制作、不限數(shù)量、節(jié)約成本，正好能滿足個體化、精準化醫(yī)療的需求。

由3D打印技術打印出來的石膏模型

　　應用市場將超百億

　　3D打印頂尖咨詢機構Wohlers去年發(fā)布的一項報告顯示，2012年3D打印市場(包括全球范圍內所有的產品和服務)年平均增長28 .6%(復合年增長率)，總產值達到22.04億美元，過去三年(2010年-2012年)的年平均增長率為27.4%。2019年3D打印市場規(guī)模將達到60億美元。在醫(yī)療方面的應用市場份額占15 .1%，位居第三位。LuxR esearch的分析師預測，3D打印技術在醫(yī)療行業(yè)將迅速采用，預測2025年該市場達到19億美元，折合人民幣超百億。

　　業(yè)界認為，3D打印在醫(yī)療行業(yè)甚至整個生命學領域都有廣泛的應用前景。康奈爾大學機械工程與計算機科學技術教授胡迪·利普森提出了一個“3D打印生命階梯”概念，即把身體各部位排列成一個階梯。階梯底層是無生命的假肢；中層是簡單的活性組織如骨骼與軟骨；再往上是靜脈和皮膚；最靠近階梯頂層的是復雜且關鍵的器官，如心臟、肝臟和大腦；生命階梯的頂層將是完整的生命單位———也許有一天將會是具備完整功能的人造生命形式。

　　當前3D生物打印領域的先驅是美國Organovo公司。該公司商業(yè)運作執(zhí)行副總裁Mike Renard說，他們用3D打印技術培養(yǎng)的人體肝臟組織，已經被用于毒理預測學和疾病建模，第一個正式商用發(fā)布計劃在2014年底進行，屆時將通過提供首個他們培養(yǎng)的人類肝臟組織樣本，來擴大該技術的推廣。“我們相信，(3D打印)組織工程學(應用)具有重塑全球藥物和醫(yī)療領域的潛力。”Mike Renard表示，目前3D生物打印能為測試新藥的測試者提供更好樣本、更好地理解疾病發(fā)展來幫助藥物確定新目標，在培養(yǎng)組織時將病人自己患病細胞更好地進行融合從而作為開發(fā)個性化治療方法的基礎。

　　戴尅戎很看好該技術在醫(yī)療領域的應用。“3D打印非常有發(fā)展前景，對于醫(yī)療產品的創(chuàng)新改革以及推廣應用都有重大推動，是一種非常有生命力的新技術！”