3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

 

        近年來，3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，本文中小編盤點(diǎn)了3D打印技術(shù)在生物技術(shù)發(fā)展、臨床應(yīng)用及市場(chǎng)開發(fā)上的研究現(xiàn)狀。

 

      【1】德科學(xué)家用明膠制生物墨水可3D打印人體組織

 

       3D打印完整的人體器官是科學(xué)家一直以來的目標(biāo)。近日，德國(guó)科學(xué)家朝這一目標(biāo)前進(jìn)了一大步，他們研制出了可3D打印人體組織的“墨水”。

 

       德國(guó)弗勞恩霍夫界面工程和生物技術(shù)研究所日前發(fā)表公報(bào)稱，他們對(duì)明膠進(jìn)行化學(xué)處理后，使其成為適用于打印人體組織的“墨水”。明膠是從膠原質(zhì)中提取的一種水溶性蛋白質(zhì)，它是構(gòu)成人體組織的主要成分。

 

       由明膠制成的生物“墨水”在打印過程中可以保持液態(tài)，而非膠狀。在紫外線照射后，這種生物“墨水”的分子會(huì)交叉融合，形成一種水凝膠。這種水凝膠聚合體含有大量的水分，與真正的人體組織一樣。當(dāng)溫度升高至37攝氏度時(shí)，它可以在水相環(huán)境中保持穩(wěn)定。

 

      【2】Nat Commun.：新技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)3D打印組織

 

       布萊漢姆女子醫(yī)院的科學(xué)家開發(fā)出一種新型顯微機(jī)器人技術(shù)，該技術(shù)能夠組裝符合材料，是3D打印和組織工程的基礎(chǔ)。相關(guān)報(bào)道發(fā)表在近期的Nature Communications雜志上。

 

       組織工程和3D打印無(wú)疑在未來醫(yī)學(xué)中具有舉足輕重的作用。由于缺少足夠的器官供體，許多病人都不能恢復(fù)健康。用病人自身的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)產(chǎn)生新器官不僅能夠緩解器官供體的問題，還能解決排斥反應(yīng)問題。

 

       該新技術(shù)采用顯微控制技術(shù)，能夠在單細(xì)胞水平精確控制分隔細(xì)胞的水凝膠結(jié)構(gòu)。該顯微機(jī)器人由磁場(chǎng)控制，精確度高。這對(duì)組織工程有重要意義，因?yàn)槿祟惤M織結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，組織不同層面，不同位置的細(xì)胞類型都有可能是有差異的。Tasoglu博士稱，該新技術(shù)較以往技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，能夠精確控制，達(dá)到組織工程需要的精度。

      【3】能直接在病人體內(nèi)3D打印骨骼的生物筆

 

       對(duì)3D打印最重要的期望之一是，我們終有一天能夠打印所需的器官。要一個(gè)新肝臟嗎？這就來，按下按鈕就可以了。

 

       我們期望的未來并不遙遠(yuǎn)，來自澳大利亞臥龍崗大學(xué)(UniversityofWollongong)的科學(xué)家已經(jīng)研制出了生物筆(BioPen)，它可以讓外科醫(yī)生在人體上3D打印出幾乎全新的骨骼。生物筆使用所謂的“干細(xì)胞墨水”，一種可以形成新骨骼的人類細(xì)胞。所需的另一種物質(zhì)是一種聚合物，它可以隔離受到手術(shù)的區(qū)域，以便干細(xì)胞不受打擾的工作。你可以想象這是多么的行之有效：如果有人在事故中失去了部分骨頭，這種像筆一樣的工具可以直接對(duì)受傷區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)。

 

      【4】Stratasys 3D打印技術(shù)提高植牙手術(shù)精確度

 

       Stratasys Ltd.是全球3D 打印的領(lǐng)先企業(yè)，引領(lǐng)3D打印的個(gè)人應(yīng)用、原型制作、直接制造與3D打印材料的發(fā)展。Stratasys亞太區(qū)今日發(fā)布了最新的牙科客戶成功案例，分享新加坡頂級(jí)牙科診所 -- T32 牙科中心 (T32 Dental Centre) 對(duì)3D打印技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。T32牙科中心在數(shù)碼牙科工作流程中引進(jìn)了3D打印技術(shù)，提升了植牙手術(shù)的精確度。

 

       T32 牙科中心是東南亞首屈一指的牙科服務(wù)機(jī)構(gòu)，引領(lǐng)數(shù)碼牙科的應(yīng)用和發(fā)展。為加快術(shù)前準(zhǔn)備工作并省去由外包制作手術(shù)導(dǎo)板而產(chǎn)生的費(fèi)用，T32牙科中心在數(shù)碼牙科工作流程中引進(jìn)3D打印技術(shù) -- 選用Stratasys的Objet Eden260V 3D打印機(jī)，通過PolyJet 3D 打印技術(shù)制作出精細(xì)的植牙手術(shù)導(dǎo)板。3D打印技術(shù)的采用為該中心在短時(shí)間內(nèi)迅速實(shí)現(xiàn)了投資回報(bào)。

 

      “現(xiàn)在，我們可以更快、更準(zhǔn)確地評(píng)估治療方案。通過3D打印個(gè)性化定制的手術(shù)導(dǎo)板，醫(yī)生能在手術(shù)前將其放置在患者的牙床，精準(zhǔn)標(biāo)出手術(shù)過程所需的角度和深度，從而確保種植體的準(zhǔn)確植入，”T32 牙科中心創(chuàng)始人兼總經(jīng)理黃敬文醫(yī)生說，“自從中心引進(jìn)了3D 打印機(jī)，我們最大限度地縮短了制造手術(shù)導(dǎo)板的時(shí)間?，F(xiàn)在，僅需幾個(gè)小時(shí)，我們就能在診所內(nèi)打印出手術(shù)導(dǎo)板。”

      【5】Biofabrication：3D打印腫瘤三維模型

 

       近日，中國(guó)和美國(guó)一組研究人員使用3D打印技術(shù)成功地創(chuàng)造了腫瘤三維模型。該模型中，宮頸癌細(xì)胞覆蓋“支架”纖維蛋白，腫瘤三維模型有助于新藥的發(fā)現(xiàn)，有助更好闡述腫瘤如何發(fā)展，成長(zhǎng)和擴(kuò)散到整個(gè)體。

 

       該研究結(jié)果發(fā)表在Biofabrication雜志。該三維模型包括一個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，10mm寬度和長(zhǎng)度，由明膠，藻酸鹽和纖維素組成，其代表了纖維蛋白（腫瘤的細(xì)胞外基質(zhì)）。

 

       纖維蛋白網(wǎng)結(jié)構(gòu)覆蓋Hela細(xì)胞，Hela細(xì)胞是一種獨(dú)特的“不朽”的細(xì)胞，最初來源于？？1951年代宮頸癌患者。由于細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室條件下無(wú)限分裂的能力，在過去50年來細(xì)胞系已為科學(xué)研究作出巨大貢獻(xiàn)。

 

       雖然研究腫瘤的最有效的方法是進(jìn)行臨床試驗(yàn)，但倫理和安全限制，使得難以為進(jìn)行廣泛規(guī)模的臨床研究。為了克服這一點(diǎn)，細(xì)胞單層的二維模型，模仿腫瘤的生理環(huán)境，使不同類型的藥物能給得到測(cè)試。

 

      【6】Drug Discovery Today： 藥物3D打印機(jī)？

 

       Drug Discovery Today雜志在愚人節(jié)的前一天發(fā)表了一篇奇葩的論文（Drug Discovery Today.2014，doi：10.1016/j.drudis.2014.03.027.），一位臺(tái)灣學(xué)者稱將在5年內(nèi)發(fā)明藥物打印機(jī)（DrugPrinter）原型，20年內(nèi)推出藥物打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)藥物一步打印、100%收率、無(wú)副產(chǎn)物。

 

       藥物打印機(jī)的思想來自于傳統(tǒng)的中國(guó)雞蛋餅烤箱，這種機(jī)器可以做出不同形狀的雞蛋餅，因此做出不同結(jié)構(gòu)的藥物也是可行的。只要將藥物結(jié)構(gòu)輸入計(jì)算機(jī)，藥物打印機(jī)就可以自動(dòng)將藥物打印出來，用于后續(xù)研究。

 

       藥物打印機(jī)分成4個(gè)部分：Parta是一個(gè)元素庫(kù)，就如激光打印機(jī)的顏料盒，分成金屬、非金屬、過渡金屬三大塊，當(dāng)然最主要的是C、H、O這些藥物常見元素；Partb是各種元素輸送管路；Partc是藥物打印的核心模塊，抓取正確的原子放到正確的位置，并且形成化學(xué)鍵；Partd是產(chǎn)物儲(chǔ)存庫(kù)。

      【7】3D打印醫(yī)療應(yīng)用市場(chǎng)將超百億

 

       數(shù)據(jù)顯示，全世界每天共有18個(gè)人因?yàn)檎也坏胶线m的器官移植而導(dǎo)致死亡。但這種局面有望得到改變，今后我們或許將可以通過3D打印得到合適的器官。

 

       記者采訪了解到，目前美國(guó)Organovo公司已經(jīng)用3D打印技術(shù)培養(yǎng)出人體肝臟組織，用于毒理預(yù)測(cè)學(xué)和疾病建模，并計(jì)劃在今年年底正式商用。隨著技術(shù)的日益成熟，3D打印將掀起醫(yī)學(xué)界的產(chǎn)業(yè)革命。

 

       上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院的骨科診室，一個(gè)特別的手術(shù)正在進(jìn)行。

 

       這是一個(gè)骨盆腫瘤患者，經(jīng)過診治后大半個(gè)骨盆被切除，面臨殘廢的風(fēng)險(xiǎn)，醫(yī)生正在想辦法讓他重新站立行走。

 

       中國(guó)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(jīng)過處理的異體骨頭修復(fù)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(shù)為患者重新“打印”一個(gè)新的骨盆。

 

      【8】Lab on a Chip：科學(xué)家利用3D打印技術(shù)成功制造出人工血管

 

       血管在我們機(jī)體中迂回曲折，其承擔(dān)著運(yùn)輸必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排出有毒廢物的機(jī)能，為我們機(jī)體器官的正常工作保駕護(hù)航，長(zhǎng)期以來開發(fā)新型人工血管一直是個(gè)難題，近日，來自布萊根婦女醫(yī)院的科學(xué)家通過利用3D打印技術(shù)成功地構(gòu)建出了人工血管，相關(guān)研究成果刊登于國(guó)際雜志Lab on a Chip上。

 

       生物工程學(xué)家Ali Khademhosseini博士表示，近年來我們?cè)谥圃鞆?fù)雜的人工組織，比如人工心臟、肝臟以及肺臟等上取得了難以置信的成績(jī)，然而開發(fā)出人工血管依然是組織工程領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵挑戰(zhàn)；研究者們嘗試著通過結(jié)合3D打印技術(shù)開發(fā)特殊的血管水凝膠結(jié)構(gòu)來進(jìn)行深入研究。

 

       這項(xiàng)研究中，研究者首先利用3D生物打印機(jī)開發(fā)出了一種瓊脂糖纖維模板來作為人工血管的模板，隨后用水凝膠覆蓋模板，形成一種鑄造模具，最后通過交聯(lián)技術(shù)來進(jìn)行加固；利用這種新型技術(shù)研究人員已經(jīng)成功構(gòu)建出了可以表現(xiàn)出建筑學(xué)特性的微通道網(wǎng)絡(luò)，隨后就可以用水凝膠來填滿微通道，比如甲基丙烯酸酯明膠或者基于不同濃度水凝膠類的多聚物。

       【9】3D打印何時(shí)用于器官移植 專家回應(yīng)至少需10-15年

 

       3D打印要用于器官移植、細(xì)胞培育還要多久？在20日青島舉行的世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)論壇上，這一問題最令人感興趣。

 

       所謂3D打印，又稱三維打印，即通過專門打印機(jī)，采用分層加工、疊加成型的方式逐層增加材料，“打印”出實(shí)物。目前，該打印技術(shù)已在生物醫(yī)藥領(lǐng)域初顯身手：打印牙齒、骨骼甚至腫瘤的立體模型用于輔助診療，都已有成功先例。

 

       但美國(guó)Drexel大學(xué)教授Jack Zhou表示，雖然3D打印目前在生物醫(yī)藥領(lǐng)域“遍地開花”，但是，一旦運(yùn)用該項(xiàng)打印技術(shù)制成的物體要植入人體，必須經(jīng)過大量細(xì)胞培養(yǎng)和試驗(yàn)，來確保其能夠在人體存活。但人體組織之復(fù)雜，遠(yuǎn)非現(xiàn)在的技術(shù)能夠駕馭。

 

       此外，3D打印使用的材料會(huì)否在長(zhǎng)期使用中產(chǎn)生副作用，會(huì)否因與人體組織發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生毒素，都有待觀察。

 

       【10】世界首例3D打印椎體植入術(shù)在京完成

 

       患有樞椎惡性腫瘤的12歲小患者明浩，日前在北醫(yī)三院換上了世界首例3D打印的樞椎椎體。前天，小明浩自己邁步走出了北醫(yī)三院的大門。

 

       今年5月初的一天，身高1.8米的明浩和同學(xué)踢足球，一個(gè)簡(jiǎn)單的頂球動(dòng)作竟使他的樞椎受了傷。頂球后，明浩并沒有太大感覺。第二天他的脖子才開始疼，家人以為他落枕了。一個(gè)多月過去了，落枕沒好，明浩全身開始麻木。在山東老家的醫(yī)院檢查后發(fā)現(xiàn)，明浩樞椎出現(xiàn)骨折。因?yàn)椴课惶厥?、病情較重，當(dāng)?shù)蒯t(yī)生建議到北京就診。7月中旬，一家人輾轉(zhuǎn)來到北醫(yī)三院，找到了國(guó)內(nèi)脊柱腫瘤專家——骨科主任劉忠軍教授。經(jīng)影像學(xué)檢查，骨折原因高度懷疑樞椎部位腫瘤；經(jīng)穿刺活檢，確定腫瘤的性質(zhì)——尤文氏肉瘤！

      【11】乳腺癌患者的福音：用3D打印完成皮膚和脂肪移植

 

       Laura Bosworth在她絕大多數(shù)時(shí)間里，談的最多的是乳房，其中的重點(diǎn)是乳頭。在過去的三年時(shí)間里，作為TeVido BioDevices的CEO，Bosworth一直在研究如何讓自己的產(chǎn)品能夠?yàn)槿橄侔┗颊咛峁椭?。?duì)身患乳腺癌的女性來說，乳房腫瘤切除術(shù)和乳房外科切除術(shù)所留下來的精神創(chuàng)傷非常大，該公司一直致力于研發(fā)人體組織，希望利用3D打印技術(shù)進(jìn)行皮膚和脂肪移植。

 

       TeVido從接受者身上獲取脂肪和皮膚細(xì)胞，通過3D打印完成皮膚和脂肪移植。該公司的第一款產(chǎn)品是為乳房再造的乳頭，不過他們的最終目標(biāo)是為醫(yī)療美容行業(yè)提供更多脂肪移植產(chǎn)品。

 

       Bosworth在2010年開始3D打印乳頭的，當(dāng)時(shí)她剛剛從工作了20年的戴爾退休，幸運(yùn)地遇到了“生物打印之父”Thomas Boland博士，從而激發(fā)了她進(jìn)軍這一領(lǐng)域的念頭。2011年，她和Boland共同創(chuàng)建了TeVido，進(jìn)一步開發(fā)3D打印技術(shù)，并開始深入研究人體組織打印市場(chǎng)。Bosworth保守估計(jì)，TeVido的產(chǎn)品至少會(huì)有60億美元的市場(chǎng)。

 

      【12】3D打印腎腫瘤

 

       大多數(shù)患者都依靠他們的醫(yī)生破譯CT掃描中的黑色，白色和灰色圖像獲取自己腎臟信息。但是，如果患者能有（由CT圖像制作的）自己腎臟的3D模型？那么，他們獲取的信息將更加全面清晰。

 

       到目前為止，在杜蘭大學(xué)泌尿外科部接受治療的6例患者在手術(shù)前，已經(jīng)看到了他們腎癌的3D模型。

 

       紫外線激光器使用樹脂材料（類似于塑料）打印腎臟模型。正常腎組織用清晰透明樹脂打印，腫瘤用紅色樹脂打印。

 

       泌尿系腫瘤的部分負(fù)責(zé)人Jonathan Silberstein博士說：我們可以展示給患者他們的腫瘤位置，以及腫瘤延伸到腎組織中有多深，以及我們打算如何手術(shù)移除腫瘤。

      【13】我國(guó)生物3D打印技術(shù)獲突破

 

       我國(guó)生物3D打印技術(shù)獲得突破——杭州電子科技大學(xué)徐銘恩教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的生物3D打印機(jī)成功打印出人類肝臟單元、脂肪組織等。通過3D打印機(jī)打印出的細(xì)胞存活率高達(dá)百分之九十，能夠存活長(zhǎng)達(dá)四個(gè)月之久。國(guó)際期刊《Biomaterials》稱該團(tuán)隊(duì)的工作處于生物3D打印領(lǐng)域的最先進(jìn)水平。

 

       徐銘恩教授認(rèn)為，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)品附加值高，是各類新技術(shù)應(yīng)用推廣應(yīng)用的重點(diǎn)。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模巨大，而每個(gè)人的身體構(gòu)造和病理狀況均存在差異，3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價(jià)值，在個(gè)性化定制人工假體、組織工程支架、組織器官的制造等方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。這是3D打印技術(shù)未來重要的應(yīng)用方向。據(jù)介紹，3D打印技術(shù)在這一領(lǐng)域主要還處于基礎(chǔ)研究階段，部分研究成果正向應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

 

      【14】生物3D打印已有盈利模式 器官打印仍存障礙

 

       據(jù)了解，國(guó)內(nèi)相關(guān)上市公司并不打算進(jìn)入純粹的生物3D打印技術(shù)領(lǐng)域

 

       近期，一股3D打印概念新熱潮席卷整個(gè)資本市場(chǎng)，賦予了人類對(duì)技術(shù)的無(wú)限想象。

 

       有了3D打印技術(shù)，汽車可以打印出來了，房子可以打印出來，甚至連人體的各項(xiàng)器官也可以打印出來，并運(yùn)用到臨床醫(yī)學(xué)當(dāng)中。

 

       但這些美好愿望的實(shí)現(xiàn)確實(shí)還需要一定的時(shí)間，特別是與人體息息相關(guān)的生物醫(yī)療3D打印技術(shù)，實(shí)際的應(yīng)用壁壘仍較高。據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)諸多醫(yī)療行業(yè)上市公司還并沒有生物3D打印技術(shù)的研究，而對(duì)于是否進(jìn)入這一領(lǐng)域，一些公司負(fù)責(zé)人也給出了否定的回答。

 

       上海證券醫(yī)藥行業(yè)研究員趙冰在接受《證券日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí)表示，3D打印技術(shù)的發(fā)展對(duì)醫(yī)藥器械行業(yè)是一個(gè)突破性的技術(shù)革命，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看非常有利。但目前還處于非常早期的階段。

      【15】用3D打印來輔助心臟手術(shù)

 

       3D打印技術(shù)救人性命的事情已經(jīng)發(fā)生過，但是佛羅里達(dá)州這件更驚險(xiǎn)。

 

       邁阿密兒童醫(yī)院心血管外科的醫(yī)生用3D打印技術(shù)打印出了一個(gè)4歲小女孩Adanelie Gonzalez的心臟，這樣就能在模型上預(yù)演，準(zhǔn)備為Gonzalez做一個(gè)復(fù)雜的心臟手術(shù)來拯救她的生命。

 

       Gonzalez患有先天的完全性靜脈異位連接(TAPVC)，通俗點(diǎn)說就是她的靜脈接錯(cuò)了，把血液引向心臟里錯(cuò)誤位置，造成呼吸困難、嗜睡和免疫系統(tǒng)減弱的病癥。

 

       在經(jīng)過一些手術(shù)之后，醫(yī)生發(fā)現(xiàn)這些辦法都是治標(biāo)不治本，只有短暫的療效。因?yàn)樾蝿?shì)嚴(yán)峻，如果不盡早做永久性修復(fù)的手術(shù)，Gonzalez將只剩下最后幾周的生命。利用3D打印的心臟模型，醫(yī)生們可以計(jì)劃手術(shù)，在用寶貴的捐贈(zèng)的心臟上做實(shí)驗(yàn)之前先確定好方案。1月16日，Gonzalez的血管已經(jīng)重新接到正常軌道，正在醫(yī)院里術(shù)后恢復(fù)。

 

      【16】醫(yī)用3D打?。喝祟惲硪粋€(gè)登月計(jì)劃

 

       2012年2月，密歇根大學(xué)附屬C.S.莫特兒童醫(yī)院的醫(yī)療隊(duì)接收了一名患有極端罕見的先天性氣管支氣管軟化癥的小男孩Kaiba Gionfiddo。密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院根據(jù)CT影像利用3D打印機(jī)打印了一個(gè)氣管支架植入其體內(nèi)，7天后撤離呼吸機(jī)自主呼吸。這是全世界首個(gè)3D打印技術(shù)應(yīng)用于臨床的案例。

 

       2013年2月，英國(guó)愛丁堡赫瑞瓦特大學(xué)研究人員使用3D打印出了世界上第一個(gè)3D打印人類胚胎干細(xì)胞。該團(tuán)隊(duì)使用了一種經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的"醫(yī)瓣膜為基礎(chǔ)"的打印機(jī)。這種打印機(jī)裝有的"生物墨水"內(nèi)含有實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的人類胚胎干細(xì)胞。

 

       2014年12月，英國(guó)的一群科學(xué)家開發(fā)出了3D打印應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的一項(xiàng)新功能，將其用于創(chuàng)建身體癌變部位的個(gè)性化復(fù)制模型，借此幫助醫(yī)生更加精準(zhǔn)地定位腫瘤。

 

       在醫(yī)療界，3D 打印仿佛成為了一種流行，學(xué)校、實(shí)驗(yàn)室、初創(chuàng)公司紛紛親睞這項(xiàng)技術(shù)。3D 打印之所以在醫(yī)療界大放異彩，是因?yàn)樗芤蛉酥埔?、就地制作、不限?shù)量、節(jié)約成本，正好能滿足個(gè)體化、精準(zhǔn)化醫(yī)療的需求。

      【17】中國(guó)首例3D打印技術(shù)導(dǎo)航TAVI手術(shù)完成

 

       記者2月1日從復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院獲悉，該院心外科課題組在國(guó)內(nèi)首次將3D打印技術(shù)應(yīng)用于經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換手術(shù)（TAVI），成功為一位77歲高齡的主動(dòng)脈瓣重度狹窄合并關(guān)閉不全患者實(shí)施了TAVI手術(shù)規(guī)劃與導(dǎo)航。

 

       據(jù)課題組負(fù)責(zé)人王春生介紹，3D打印技術(shù)目前已在骨科、牙科等專業(yè)開始臨床使用，但在心臟外科的應(yīng)用剛剛起步。

 

       TAVI手術(shù)與常規(guī)開胸手術(shù)有很大的區(qū)別，醫(yī)生在手術(shù)中無(wú)法直視心臟全貌，更無(wú)法切開心臟觀察其內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)，因此術(shù)前影像學(xué)評(píng)估與術(shù)中導(dǎo)航至關(guān)重要。但目前無(wú)論CT、MRI、心超等檢查都只能在屏幕上提供二維視野，而3D打印技術(shù)則將患者二維影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成栩栩如生且實(shí)物大小的心臟模型呈現(xiàn)在醫(yī)生眼前，提供了更多傳統(tǒng)影像學(xué)檢查難以顯示的豐富信息，使手術(shù)更準(zhǔn)確安全。

 

      【18】3D打印技術(shù)打造新低成本頭骨置換植入物

 

       總部設(shè)在悉尼大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種新的低成本制造針對(duì)嚴(yán)重受損頭骨的骨置換植入物的方法。

 

       與悉尼神經(jīng)外科集團(tuán)合作開發(fā)出新的3D打印技術(shù)，使醫(yī)生在幾天之內(nèi)的得到與患者相匹配的植入物，而非以往的幾周的耗時(shí)。

 

       菲利普博士-實(shí)驗(yàn)室和項(xiàng)目主管表示，嚴(yán)重頭部創(chuàng)傷可導(dǎo)致顯著顱骨的確實(shí)，當(dāng)前的治療過程需要外科醫(yī)生伸展和縫合傷口周圍多余的皮膚，并等待產(chǎn)生一個(gè)合適的植入物。而他們的應(yīng)用模版的快速制作方法使得制作與患者匹配，安全，無(wú)菌顱骨植入物成為可能。只需要拿到病人頭部掃描圖片，使用以聚合物為基礎(chǔ)的“骨水泥”進(jìn)行制造，幾天之內(nèi)就能完成。

      【19】三部委印發(fā)國(guó)家3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃

 

       為落實(shí)國(guó)務(wù)院關(guān)于發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決策部署，搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大機(jī)遇，加快推進(jìn)我國(guó)增材制造（又稱“3D打印”）產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、財(cái)政部研究制定了《國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016年）》。

 

       根據(jù)計(jì)劃提出的目標(biāo)，到2016年，初步建立較為完善的增材制造產(chǎn)業(yè)體系，整體技術(shù)水平保持與國(guó)際同步，在航空航天等直接制造領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在國(guó)際市場(chǎng)上占有較大的市場(chǎng)份額。

 

       1.產(chǎn)業(yè)化取得重大進(jìn)展。增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)速度30%以上。進(jìn)一步夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，形成2-3家具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的增材制造企業(yè)。

 

       2.技術(shù)水平明顯提高。部分增材制造工藝裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，初步掌握增材制造專用材料、工藝軟件及關(guān)鍵零部件等重要環(huán)節(jié)關(guān)鍵核心技術(shù)。研發(fā)一批自主裝備、核心器件及成形材料。

 

       3.行業(yè)應(yīng)用顯著深化。增材制造成為航空航天等高端裝備制造及修復(fù)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，初步成為產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)意及個(gè)性化產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)手段以及新藥研發(fā)、臨床診斷與治療的工具。在全國(guó)形成一批應(yīng)用示范中心或基地。

 

     【20】DNA水凝膠3D打印研究獲新成果

 

       是否有一天，生命體的器官可以實(shí)現(xiàn)3D打印并替代“原裝”的器官？清華大學(xué)化學(xué)系劉冬生課題組合作的研究成果“DNA水凝膠”從材料上又向這一夢(mèng)想邁進(jìn)了一步。

 

       最近，劉冬生課題組與英國(guó)瓦特大學(xué)Will Shu（舒文淼）等合作的DNA水凝膠材料成功地應(yīng)用于活細(xì)胞的3D打印，該論文在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem.， Int. Ed.DOI： 10.1002/anie.201411383）發(fā)表并配以“媒體推介”（Press Release）重點(diǎn)報(bào)道。該項(xiàng)成果被2月26日出版的《自然》（Nature）的研究亮點(diǎn)報(bào)道關(guān)注，Nature評(píng)價(jià)該材料是“一種非常有前景的打印三維組織和人工器官的材料”。

      【21】想要換個(gè)心臟？未來我們有望用上3D打印機(jī)

 

       盡管聽起來有些科幻，但科學(xué)家們正在考慮用當(dāng)前的3D打印技術(shù)，輔以患者的細(xì)胞來制作出全新的器官。這項(xiàng)研究將耗費(fèi)至少20年的時(shí)間，但是相關(guān)工作已經(jīng)在有條不紊地進(jìn)行中，因此我們還是有很大的希望用上“打印”出的小型肝臟或心臟等人體器官的。當(dāng)前，外科醫(yī)生們會(huì)先通過CAT或MRI來掃描出受影響的區(qū)域，然后在通過3D打印出來。

 

       然后，醫(yī)生會(huì)對(duì)打印出來的塑料器官模型進(jìn)行修飾，以便為實(shí)際操作做充足的準(zhǔn)備。此外，3D打印也適用于人造軟骨、鼻子、以及肌腱的“重建”過程。

 

       不過所謂的“生物打印”(bioprinting)技術(shù)，則是通過患者自身的細(xì)胞來生產(chǎn)出來的。除了傳統(tǒng)的擠壓式3D打印機(jī)之外，更常見的方法是采用修改后的噴墨打印機(jī)，然后用三維懸浮凝膠來固定細(xì)胞。

 

       不過，醫(yī)生們遇到的最大挑戰(zhàn)，還是如何將3D打印出來的器官連接到血管系統(tǒng)，以確保有足夠的血液讓其存活——這需要同時(shí)打印出器官內(nèi)的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)，然后身體就能夠做到與它“自動(dòng)連接”。

 

      【22】Science封面故事： 快速3D打印技術(shù)

 

       最近著名的《科學(xué)》雜志以封面文章的形式報(bào)道了革命性的3D打印技術(shù)。這種技術(shù)在連續(xù)的液態(tài)界面上利用可調(diào)控的光化學(xué)反應(yīng)將3D模型變成一個(gè)實(shí)物模型，比如封面圖片中的埃菲爾鐵塔。紫外光可以觸發(fā)液態(tài)樹脂發(fā)生光聚合反應(yīng)，然而氧氣的存在卻會(huì)抑制這樣的反應(yīng)。通過在這兩者之間尋找一個(gè)平衡，研究人員可以從一個(gè)液態(tài)樹脂中生長(zhǎng)出一個(gè)物件來，相比于傳統(tǒng)一層一層的3D打印技術(shù)，該打印的速度可以提高25到100倍。

      【23】用3D打印，給你做個(gè)超級(jí)英雄的假肢

 

       醫(yī)療衛(wèi)生是當(dāng)今引發(fā)持續(xù)討論的話題，但醫(yī)療衛(wèi)生并不都和政策有關(guān)。治療和技術(shù)的創(chuàng)新正在改革人們的醫(yī)療關(guān)懷方式，盡管某些方法要么是難以跟上時(shí)代，要么是與改善生活或拯救生命的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)?，F(xiàn)在，隨著輔助制造行業(yè)的快速發(fā)展（這些越來越受歡迎的技術(shù)經(jīng)常指3D打印機(jī)），醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的未來正以熟悉同時(shí)又引人注目的方式進(jìn)步著。

 

       在專業(yè)3D打印設(shè)備的制造商正特意為牙科使用者研制推廣3D打印技術(shù)的同時(shí)，其在非牙科醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也正進(jìn)入全新的快速發(fā)展時(shí)期。

 

       在制造業(yè)背景下，相比于與其他熱門產(chǎn)業(yè)例如航天、汽車等，3D打印的醫(yī)療應(yīng)用是相當(dāng)獨(dú)特的。為什么呢？答案顯而易見，在所有的醫(yī)療衛(wèi)生應(yīng)用中都體現(xiàn)著人類元素，與拯救人類生命或者顯著提高人類生活質(zhì)量這樣的成功結(jié)果相比，花費(fèi)成了次要的顧慮。

 

       但根據(jù)我們最近對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的十年預(yù)估，在數(shù)字3D設(shè)計(jì)，醫(yī)學(xué)成像和3D打印領(lǐng)域有異常強(qiáng)烈的協(xié)同作用，三者相互促進(jìn)是解決醫(yī)療問題的力量，醫(yī)生們可以通過病人自身的數(shù)據(jù)而捕獲（結(jié)果），進(jìn)行操作，并最終借助3D打印技術(shù)運(yùn)用任何形狀和大小的物理解決方案。沒有這樣的技術(shù)，個(gè)性化醫(yī)療很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴∪藗冃枰軌蚝?jiǎn)單快速制造的獨(dú)一無(wú)二的元件。

 

      【24】3D打印，打印一個(gè)未來

 

       3D打印的出現(xiàn)簡(jiǎn)直是令人震驚的，小到機(jī)械零件大到房子飛機(jī)都能打印出來。

 

       這種以數(shù)字模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用可粘合材料，通過逐層打印的方式來制造物體模型的技術(shù)正在席卷世界各行各業(yè)。

 

       通過3D打印人骨，醫(yī)生可以1：1地將患者的受傷部位"打印"成仿真模型，通過模型，醫(yī)生可以清晰直觀地看到患者的手術(shù)部位，在此基礎(chǔ)上制定最科學(xué)合理的手術(shù)方案。

 

       粉碎性骨折患者手術(shù)前，通常需要接受CT或核磁共振檢查，醫(yī)生就是根據(jù)這些檢查呈現(xiàn)出的二維圖像來判斷患者病情的，現(xiàn)在，將患者受傷部位的影像數(shù)據(jù)傳入電腦并進(jìn)行處理，隨后連接到專用3D打印機(jī)上，短短幾小時(shí)，1：1的仿真模型就可以打印出來?；蛘撸郧盎颊吖钦酆笠拥匿摪宥际?amp;#39;均碼'的，醫(yī)生在手術(shù)臺(tái)上，只能根據(jù)術(shù)中看到的骨折情況對(duì)均碼鋼板進(jìn)行校正，現(xiàn)在術(shù)前進(jìn)行3D打印模擬后，可以定制鋼板。哪個(gè)地方彎曲、彎多少度，都是可以定制的。通過這種"私人定制"就能與患者受傷的骨頭達(dá)到最大程度的服帖，也避免了傳統(tǒng)手術(shù)切口大等風(fēng)險(xiǎn)，患者的恢復(fù)速度也會(huì)快得多。（生物谷）