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，運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)學領(lǐng)域的應用越來越廣泛，本文中小編盤點了3D打印技術(shù)在生物技術(shù)發(fā)展、臨床應用及市場開發(fā)上的研究現(xiàn)狀。

 

      【1】德科學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家一直以來的目標。近日，德國科學家朝這一目標前進了一大步，他們研制出了可3D打印人體組織的“墨水”。

 

       德國弗勞恩霍夫界面工程和生物技術(shù)研究所日前發(fā)表公報稱，他們對明膠進行化學處理后，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。當溫度升高至37攝氏度時，它可以在水相環(huán)境中保持穩(wěn)定。

 

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

 

       布萊漢姆女子醫(yī)院的科學家開發(fā)出一種新型顯微機器人技術(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。相關(guān)報道發(fā)表在近期的Nature Communications雜志上。

 

       組織工程和3D打印無疑在未來醫(yī)學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健康。用病人自身的細胞進行組織培養(yǎng)產(chǎn)生新器官不僅能夠緩解器官供體的問題，還能解決排斥反應問題。

 

       該新技術(shù)采用顯微控制技術(shù)，能夠在單細胞水平精確控制分隔細胞的水凝膠結(jié)構(gòu)。該顯微機器人由磁場控制，精確度高。這對組織工程有重要意義，因為人類組織結(jié)構(gòu)非常復雜，組織不同層面，不同位置的細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)勢在于，能夠精確控制，達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，來自澳大利亞臥龍崗大學(UniversityofWollongong)的科學家已經(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“干細胞墨水”，一種可以形成新骨骼的人類細胞。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受傷區(qū)域進行修補。

 

      【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打印的個人應用、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，分享新加坡頂級牙科診所 -- T32 牙科中心 (T32 Dental Centre) 對3D打印技術(shù)的應用經(jīng)驗。T32牙科中心在數(shù)碼牙科工作流程中引進了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機構(gòu)，引領(lǐng)數(shù)碼牙科的應用和發(fā)展。為加快術(shù)前準備工作并省去由外包制作手術(shù)導板而產(chǎn)生的費用，T32牙科中心在數(shù)碼牙科工作流程中引進3D打印技術(shù) -- 選用Stratasys的Objet Eden260V 3D打印機，通過PolyJet 3D 打印技術(shù)制作出精細的植牙手術(shù)導板。3D打印技術(shù)的采用為該中心在短時間內(nèi)迅速實現(xiàn)了投資回報。

 

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

      【5】Biofabrication：3D打印腫瘤三維模型

 

       近日，中國和美國一組研究人員使用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，成長和擴散到整個體。

 

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

 

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

 

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

 

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

 

       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.），一位臺灣學者稱將在5年內(nèi)發(fā)明藥物打印機（DrugPrinter）原型，20年內(nèi)推出藥物打印機，實現(xiàn)藥物一步打印、100%收率、無副產(chǎn)物。

 

       藥物打印機的思想來自于傳統(tǒng)的中國雞蛋餅烤箱，這種機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)輸入計算機，藥物打印機就可以自動將藥物打印出來，用于后續(xù)研究。

 

       藥物打印機分成4個部分：Parta是一個元素庫，就如激光打印機的顏料盒，分成金屬、非金屬、過渡金屬三大塊，當然最主要的是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，并且形成化學鍵；Partd是產(chǎn)物儲存庫。

      【7】3D打印醫(yī)療應用市場將超百億

 

       數(shù)據(jù)顯示，全世界每天共有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，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，用于毒理預測學和疾病建模，并計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)學界的產(chǎn)業(yè)革命。

 

       上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院的骨科診室，一個特別的手術(shù)正在進行。

 

       這是一個骨盆腫瘤患者，經(jīng)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(jīng)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(shù)為患者重新“打印”一個新的骨盆。

 

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

 

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

 

       生物工程學家Ali Khademhosseini博士表示，近年來我們在制造復雜的人工組織，比如人工心臟、肝臟以及肺臟等上取得了難以置信的成績，然而開發(fā)出人工血管依然是組織工程領(lǐng)域的一項關(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)來進行深入研究。

 

       這項研究中，研究者首先利用3D生物打印機開發(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)出建筑學特性的微通道網(wǎng)絡，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打印何時用于器官移植 專家回應至少需10-15年

 

       3D打印要用于器官移植、細胞培育還要多久？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，采用分層加工、疊加成型的方式逐層增加材料，“打印”出實物。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Drexel大學教授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，一旦運用該項打印技術(shù)制成的物體要植入人體，必須經(jīng)過大量細胞培養(yǎng)和試驗，來確保其能夠在人體存活。但人體組織之復雜，遠非現(xiàn)在的技術(shù)能夠駕馭。

 

       此外，3D打印使用的材料會否在長期使用中產(chǎn)生副作用，會否因與人體組織發(fā)生化學反應而產(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米的明浩和同學踢足球，一個簡單的頂球動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。因為部位特殊、病情較重，當?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，找到了國內(nèi)脊柱腫瘤專家——骨科主任劉忠軍教授。經(jīng)影像學檢查，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)時間里，談的最多的是乳房，其中的重點是乳頭。在過去的三年時間里，作為TeVido BioDevices的CEO，Bosworth一直在研究如何讓自己的產(chǎn)品能夠為乳腺癌患者提供幫助。對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)進行皮膚和脂肪移植。

 

       TeVido從接受者身上獲取脂肪和皮膚細胞，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，當時她剛剛從工作了20年的戴爾退休，幸運地遇到了“生物打印之父”Thomas Boland博士，從而激發(fā)了她進軍這一領(lǐng)域的念頭。2011年，她和Boland共同創(chuàng)建了TeVido，進一步開發(fā)3D打印技術(shù)，并開始深入研究人體組織打印市場。Bosworth保守估計，TeVido的產(chǎn)品至少會有60億美元的市場。

 

      【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責人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】我國生物3D打印技術(shù)獲突破

 

       我國生物3D打印技術(shù)獲得突破——杭州電子科技大學徐銘恩教授團隊研發(fā)的生物3D打印機成功打印出人類肝臟單元、脂肪組織等。通過3D打印機打印出的細胞存活率高達百分之九十，能夠存活長達四個月之久。國際期刊《Biomaterials》稱該團隊的工作處于生物3D打印領(lǐng)域的最先進水平。

 

       徐銘恩教授認為，生物醫(yī)學領(lǐng)域的產(chǎn)品附加值高，是各類新技術(shù)應用推廣應用的重點。生物醫(yī)學領(lǐng)域的市場規(guī)模巨大，而每個人的身體構(gòu)造和病理狀況均存在差異，3D打印在生物醫(yī)學領(lǐng)域有巨大的應用價值，在個性化定制人工假體、組織工程支架、組織器官的制造等方面有獨特優(yōu)勢。這是3D打印技術(shù)未來重要的應用方向。據(jù)介紹，3D打印技術(shù)在這一領(lǐng)域主要還處于基礎研究階段，部分研究成果正向應用轉(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，國內(nèi)相關(guān)上市公司并不打算進入純粹的生物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資本市場，賦予了人類對技術(shù)的無限想象。

 

       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，甚至連人體的各項器官也可以打印出來，并運用到臨床醫(yī)學當中。

 

       但這些美好愿望的實現(xiàn)確實還需要一定的時間，特別是與人體息息相關(guān)的生物醫(yī)療3D打印技術(shù)，實際的應用壁壘仍較高。據(jù)了解，目前國內(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，而對于是否進入這一領(lǐng)域，一些公司負責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《證券日報》記者采訪時表示，3D打印技術(shù)的發(fā)展對醫(yī)藥器械行業(yè)是一個突破性的技術(shù)革命，從長遠來看非常有利。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，但是佛羅里達州這件更驚險。

 

       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4歲小女孩Adanelie Gonzalez的心臟，這樣就能在模型上預演，準備為Gonzalez做一個復雜的心臟手術(shù)來拯救她的生命。

 

       Gonzalez患有先天的完全性靜脈異位連接(TAPVC)，通俗點說就是她的靜脈接錯了，把血液引向心臟里錯誤位置，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)這些辦法都是治標不治本，只有短暫的療效。因為形勢嚴峻，如果不盡早做永久性修復的手術(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)生們可以計劃手術(shù)，在用寶貴的捐贈的心臟上做實驗之前先確定好方案。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。

 

      【16】醫(yī)用3D打?。喝祟惲硪粋€登月計劃

 

       2012年2月，密歇根大學附屬C.S.莫特兒童醫(yī)院的醫(yī)療隊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。密歇根大學醫(yī)學院根據(jù)CT影像利用3D打印機打印了一個氣管支架植入其體內(nèi)，7天后撤離呼吸機自主呼吸。這是全世界首個3D打印技術(shù)應用于臨床的案例。

 

       2013年2月，英國愛丁堡赫瑞瓦特大學研究人員使用3D打印出了世界上第一個3D打印人類胚胎干細胞。該團隊使用了一種經(jīng)特殊設計的"醫(yī)瓣膜為基礎"的打印機。這種打印機裝有的"生物墨水"內(nèi)含有實驗室培養(yǎng)出的人類胚胎干細胞。

 

       2014年12月，英國的一群科學家開發(fā)出了3D打印應用于醫(yī)學的一項新功能，將其用于創(chuàng)建身體癌變部位的個性化復制模型，借此幫助醫(yī)生更加精準地定位腫瘤。

 

       在醫(yī)療界，3D 打印仿佛成為了一種流行，學校、實驗室、初創(chuàng)公司紛紛親睞這項技術(shù)。3D 打印之所以在醫(yī)療界大放異彩，是因為它能因人制宜、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。

      【17】中國首例3D打印技術(shù)導航TAVI手術(shù)完成

 

       記者2月1日從復旦大學附屬中山醫(yī)院獲悉，該院心外科課題組在國內(nèi)首次將3D打印技術(shù)應用于經(jīng)導管主動脈瓣置換手術(shù)（TAVI），成功為一位77歲高齡的主動脈瓣重度狹窄合并關(guān)閉不全患者實施了TAVI手術(shù)規(guī)劃與導航。

 

       據(jù)課題組負責人王春生介紹，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)中無法直視心臟全貌，更無法切開心臟觀察其內(nèi)部細微結(jié)構(gòu)，因此術(shù)前影像學評估與術(shù)中導航至關(guān)重要。但目前無論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)影像學檢查難以顯示的豐富信息，使手術(shù)更準確安全。

 

      【18】3D打印技術(shù)打造新低成本頭骨置換植入物

 

       總部設在悉尼大學的生物醫(yī)學工程師團隊已經(jīng)開發(fā)出一種新的低成本制造針對嚴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。

 

       菲利普博士-實驗室和項目主管表示，嚴重頭部創(chuàng)傷可導致顯著顱骨的確實，當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)生一個合適的植入物。而他們的應用模版的快速制作方法使得制作與患者匹配，安全，無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的“骨水泥”進行制造，幾天之內(nèi)就能完成。

      【19】三部委印發(fā)國家3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃

 

       為落實國務院關(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)變革的重大機遇，加快推進我國增材制造（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、財政部研究制定了《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016年）》。

 

       根據(jù)計劃提出的目標，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)水平保持與國際同步，在航空航天等直接制造領(lǐng)域達到國際先進水平，在國際市場上占有較大的市場份額。

 

       1.產(chǎn)業(yè)化取得重大進展。增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入實現(xiàn)快速增長，年均增長速度30%以上。進一步夯實技術(shù)基礎，形成2-3家具有較強國際競爭力的增材制造企業(yè)。

 

       2.技術(shù)水平明顯提高。部分增材制造工藝裝備達到國際先進水平，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領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，初步成為產(chǎn)品研發(fā)設計、創(chuàng)新創(chuàng)意及個性化產(chǎn)品的實現(xiàn)手段以及新藥研發(fā)、臨床診斷與治療的工具。在全國形成一批應用示范中心或基地。

 

     【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現(xiàn)3D打印并替代“原裝”的器官？清華大學化學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想邁進了一步。

 

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

      【21】想要換個心臟？未來我們有望用上3D打印機

 

       盡管聽起來有些科幻，但科學家們正在考慮用當前的3D打印技術(shù)，輔以患者的細胞來制作出全新的器官。這項研究將耗費至少20年的時間，但是相關(guān)工作已經(jīng)在有條不紊地進行中，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。當前，外科醫(yī)生們會先通過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)生會對打印出來的塑料器官模型進行修飾，以便為實際操作做充足的準備。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胞來生產(chǎn)出來的。除了傳統(tǒng)的擠壓式3D打印機之外，更常見的方法是采用修改后的噴墨打印機，然后用三維懸浮凝膠來固定細胞。

 

       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——這需要同時打印出器官內(nèi)的毛細血管網(wǎng)絡，然后身體就能夠做到與它“自動連接”。

 

      【22】Science封面故事： 快速3D打印技術(shù)

 

       最近著名的《科學》雜志以封面文章的形式報道了革命性的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)控的光化學反應將3D模型變成一個實物模型，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，然而氧氣的存在卻會抑制這樣的反應。通過在這兩者之間尋找一個平衡，研究人員可以從一個液態(tài)樹脂中生長出一個物件來，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，給你做個超級英雄的假肢

 

       醫(yī)療衛(wèi)生是當今引發(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代，要么是與改善生活或拯救生命的目標相去甚遠?，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），醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的未來正以熟悉同時又引人注目的方式進步著。

 

       在專業(yè)3D打印設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，其在非牙科醫(yī)療領(lǐng)域的應用也正進入全新的快速發(fā)展時期。

 

       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)療應用是相當獨特的。為什么呢？答案顯而易見，在所有的醫(yī)療衛(wèi)生應用中都體現(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，花費成了次要的顧慮。

 

       但根據(jù)我們最近對這個領(lǐng)域的十年預估，在數(shù)字3D設計，醫(yī)學成像和3D打印領(lǐng)域有異常強烈的協(xié)同作用，三者相互促進是解決醫(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），進行操作，并最終借助3D打印技術(shù)運用任何形狀和大小的物理解決方案。沒有這樣的技術(shù)，個性化醫(yī)療很難實現(xiàn)，因為病人們需要能夠簡單快速制造的獨一無二的元件。

 

      【24】3D打印，打印一個未來

 

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

 

       這種以數(shù)字模型數(shù)據(jù)為基礎，運用可粘合材料，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，在此基礎上制定最科學合理的手術(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)傳入電腦并進行處理，隨后連接到專用3D打印機上，短短幾小時，1：1的仿真模型就可以打印出來。或者，以前患者骨折后要接的鋼板都是'均碼'的，醫(yī)生在手術(shù)臺上，只能根據(jù)術(shù)中看到的骨折情況對均碼鋼板進行校正，現(xiàn)在術(shù)前進行3D打印模擬后，可以定制鋼板。哪個地方彎曲、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到最大程度的服帖，也避免了傳統(tǒng)手術(shù)切口大等風險，患者的恢復速度也會快得多。（生物谷）