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3D打印技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史了，但直到桌面級3D打印設(shè)備問世，才讓大眾真正知道3D打印技術(shù)的存在。如今，3D打印機隨處可見，在各行各業(yè)都正在獲得廣泛應用。特別在醫(yī)學領(lǐng)域，3D打印技術(shù)創(chuàng)造了諸多令人贊嘆的成就，也正在以其非凡的能力去改造未來的醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。
據(jù)了解，3D打印現(xiàn)在已經(jīng)被用在打印藥品，醫(yī)療設(shè)備，針對患者的解剖學模型以及生物組織等多個方向。醫(yī)學專家們也都陸續(xù)開始將這門高效且極具個性化的新科技應用于自己的醫(yī)學實踐當中，以提高醫(yī)療服務(wù)的水平。因此，我們列出了十大3D打印醫(yī)學革新的案例，用以展現(xiàn)當今醫(yī)學領(lǐng)域3D打印水平。
1.骨骼模型
過去，醫(yī)學專家們都是通過制作平面解剖圖和掃描圖來診斷患者的健康狀況。如今，通過3D打印，醫(yī)生們能夠通過分析患者獨特的MRI和CT掃描圖來打印骨骼的三維模型。而在整形外科中，醫(yī)生可以通過打印復雜的三維骨骼模型來進行術(shù)前實踐，同時也可以利用該模型讓患者對手術(shù)有更為清晰的認識。而在這些案例中，3D打印集中體現(xiàn)了其高效率的優(yōu)勢，速度非常關(guān)鍵，一般的桌面級3D打印機都能夠在幾小時內(nèi)完成模型的制作。而這些骨骼模型一般都是通過一種生物可降解材料-PLA來進行打印。不僅如此，模型還可以進一步縮小比例，讓模型制作速度進一步加快。
2.腎臟模型
從新聞中我們曾經(jīng)看到過，杜蘭大學泌尿外科的一個醫(yī)學研究小組曾經(jīng)在一個高難度的腫瘤切除手術(shù)中，利用3D打印技術(shù)制作了高精度的腎臟模型。這些模型是利用SLA 3D打印技術(shù)，以樹脂作為材料，清晰的展示出腫瘤的生長位置。其用途主要是讓患者自己清晰的了解到自己的病癥，以便于雙方能夠更好的合作來完成手術(shù)。
3.未出生的嬰兒
雖然這并不是嚴格意義上的醫(yī)學應用，但3D打印確實從很大程度上幫助了未來的父母親們，讓他們能夠在嬰兒出世前更清晰的看到嬰兒的各項特征。通過超聲波掃描獲得嬰兒的特征數(shù)據(jù)模型，然后將其轉(zhuǎn)換為3D打印格式模型文件。然后就可以利用PLA做材料來3D打印出嬰兒的精細模型，讓父母能夠提早看到自己的孩子。
4.藥片
首個通過FDA檢測的3D打印藥片叫做Spritam，在今年5月正式上市。這種藥片是由位于美國賓夕法尼亞州蘭霍恩的Aprecia Pharmaceuticals公司使用改進型3D打印技術(shù)開發(fā)的，該技術(shù)原是由MIT開發(fā)，設(shè)計目的是制造速溶性產(chǎn)品。藥片通過反復擴散由藥物粉末結(jié)合水溶性粘合劑的使用制成，在該公司的測試中在僅僅4秒多的時間內(nèi)就完全溶解了。這種Levetiracetem（左乙拉西坦）是一種口服藥物，可作為各種癲癇疾病的兒童和成人處方治療的一部分。
雖然現(xiàn)在3D打印藥片還沒有得到廣泛的應用，但它卻是未來醫(yī)藥學制造的開端。未來還將會有更多的藥片通過3D打印技術(shù)進行研發(fā)制造。而且醫(yī)藥學研究者還會通過分析各種病人的病征，并利用算法和軟件來開發(fā)新的藥物成分，針對體重，性別，肝功能以及其他各項指標來3D打印特效藥物。
5.牙科指南
在牙科植入手術(shù)當中，牙科醫(yī)生們通常需要針對牙鉆的具體位置做出準確的判斷。現(xiàn)在，F(xiàn)DA的一種新型的牙科部件，叫做Dental SG。能夠讓牙科醫(yī)生們在植入手術(shù)中針對牙鉆的位置做出最精準的決策。這款新部件是利用撓性樹脂，通過3D打印技術(shù)制作，能夠完美的嵌合于患者的牙齒3D打印模型之上。這種方法不僅提高了手術(shù)精準度和效率，而且加快了患者的恢復期，可謂兩全其美。
6.醫(yī)療自動縫合設(shè)備
Suture是一款正在實驗當中的新型手持式自動縫合設(shè)備。由英國皇家波普頓醫(yī)院的專家AlexBerry與他的同事們共同設(shè)計，這款設(shè)備配備了3D打印的樹脂部件，能夠被用于多種需要醫(yī)學縫合技術(shù)的場合。
7.假肢
對于機器人領(lǐng)域來說，3D打印的假肢是一個非常激動人心的發(fā)展方向。OpenBionics公司最初創(chuàng)造了開源的3D打印假肢，而且在眾多公益醫(yī)療項目中投入應用。另一個組織你或許也聽過，叫做e-Nabling the Future，他們允許3D打印機的使用者們能夠下載開源的3D打印假肢模型，并打印出各個部件用來幫助那些殘疾人士。
8.腫瘤模型
如今，3D生物打印已成為整個3D打印產(chǎn)業(yè)當中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，很多機構(gòu)曾預測其市場將在2024年突破60億美元?，F(xiàn)在，來自愛丁堡的赫瑞瓦特大學一個研究小組正通過3D打印來制作具有生物活性的腦補腫瘤。該團隊將使用患者腫瘤中的干細胞為材料來進行打印，以此來持續(xù)研究腫瘤的生長過程。他們希望利用3D打印的腫瘤來測試各種新型藥物的療效，以便研究出新的腫瘤治療方法。
9.甲狀腺
Vladimir Mironov博士來自于一家剛剛起步的3D生物打印公司，他之前順利通過3D打印技術(shù)制作出了具有生物活性的甲狀腺并成功植入了小鼠的體內(nèi)。這項研究成果為生物器官3D打印領(lǐng)域的開辟了一條新的道路，這之前僅僅在科幻小說中提到過。
10.耳植入
最近，由普林斯頓大學和約翰霍普金斯大學的研究團隊成功3D打印出了具有“超能力”的人耳，這只耳朵可以“聽”到超越人類聽力范圍的無線頻率。這項技術(shù)是通過將摻有牛細胞的凝膠狀液體以及微小的銀粒送入打印機，打印機經(jīng)過特殊程序設(shè)計，將這些材料塑造為仿生耳朵，并將銀粒做成螺旋狀天線的形狀。
這只人造耳具備了人耳所擁有的軟骨結(jié)構(gòu)，而安置在耳朵內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)天線則可以組成耳蝸螺旋。這樣，它就幫助聽覺神經(jīng)末梢有問題的患者重新恢復或提高聽力能力。這項技術(shù)的問世，為未來的生物和納米電子等領(lǐng)域創(chuàng)造了新的可能。
結(jié)語：以上的十大案例僅僅是快速發(fā)展的醫(yī)學3D打印中的冰山一角，還有更多令人驚訝的3D打印醫(yī)學應用正在處于低調(diào)的研究階段。
從新聞中我們曾經(jīng)看到過，杜蘭大學泌尿外科的一個醫(yī)學研究小組曾經(jīng)在一個高難度的腫瘤切除手術(shù)中，利用3D打印技術(shù)制作了高精度的腎臟模型。這些模型是利用SLA 3D打印技術(shù)，以樹脂作為材料，清晰的展示出腫瘤的生長位置。其用途主要是讓患者自己清晰的了解到自己的病癥，以便于雙方能夠更好的合作來完成手術(shù)。
3.未出生的嬰兒
雖然這并不是嚴格意義上的醫(yī)學應用，但3D打印確實從很大程度上幫助了未來的父母親們，讓他們能夠在嬰兒出世前更清晰的看到嬰兒的各項特征。通過超聲波掃描獲得嬰兒的特征數(shù)據(jù)模型，然后將其轉(zhuǎn)換為3D打印格式模型文件。然后就可以利用PLA做材料來3D打印出嬰兒的精細模型，讓父母能夠提早看到自己的孩子。
4.藥片
首個通過FDA檢測的3D打印藥片叫做Spritam，在今年5月正式上市。這種藥片是由位于美國賓夕法尼亞州蘭霍恩的Aprecia Pharmaceuticals公司使用改進型3D打印技術(shù)開發(fā)的，該技術(shù)原是由MIT開發(fā)，設(shè)計目的是制造速溶性產(chǎn)品。藥片通過反復擴散由藥物粉末結(jié)合水溶性粘合劑的使用制成，在該公司的測試中在僅僅4秒多的時間內(nèi)就完全溶解了。這種Levetiracetem（左乙拉西坦）是一種口服藥物，可作為各種癲癇疾病的兒童和成人處方治療的一部分。
雖然現(xiàn)在3D打印藥片還沒有得到廣泛的應用，但它卻是未來醫(yī)藥學制造的開端。未來還將會有更多的藥片通過3D打印技術(shù)進行研發(fā)制造。而且醫(yī)藥學研究者還會通過分析各種病人的病征，并利用算法和軟件來開發(fā)新的藥物成分，針對體重，性別，肝功能以及其他各項指標來3D打印特效藥物。
5.牙科指南
在牙科植入手術(shù)當中，牙科醫(yī)生們通常需要針對牙鉆的具體位置做出準確的判斷。現(xiàn)在，F(xiàn)DA的一種新型的牙科部件，叫做Dental SG。能夠讓牙科醫(yī)生們在植入手術(shù)中針對牙鉆的位置做出最精準的決策。這款新部件是利用撓性樹脂，通過3D打印技術(shù)制作，能夠完美的嵌合于患者的牙齒3D打印模型之上。這種方法不僅提高了手術(shù)精準度和效率，而且加快了患者的恢復期，可謂兩全其美。
6.醫(yī)療自動縫合設(shè)備
Suture是一款正在實驗當中的新型手持式自動縫合設(shè)備。由英國皇家波普頓醫(yī)院的專家AlexBerry與他的同事們共同設(shè)計，這款設(shè)備配備了3D打印的樹脂部件，能夠被用于多種需要醫(yī)學縫合技術(shù)的場合。
7.假肢
對于機器人領(lǐng)域來說，3D打印的假肢是一個非常激動人心的發(fā)展方向。OpenBionics公司最初創(chuàng)造了開源的3D打印假肢，而且在眾多公益醫(yī)療項目中投入應用。另一個組織你或許也聽過，叫做e-Nabling the Future，他們允許3D打印機的使用者們能夠下載開源的3D打印假肢模型，并打印出各個部件用來幫助那些殘疾人士。
8.腫瘤模型
如今，3D生物打印已成為整個3D打印產(chǎn)業(yè)當中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，很多機構(gòu)曾預測其市場將在2024年突破60億美元?，F(xiàn)在，來自愛丁堡的赫瑞瓦特大學一個研究小組正通過3D打印來制作具有生物活性的腦補腫瘤。該團隊將使用患者腫瘤中的干細胞為材料來進行打印，以此來持續(xù)研究腫瘤的生長過程。他們希望利用3D打印的腫瘤來測試各種新型藥物的療效，以便研究出新的腫瘤治療方法。
9.甲狀腺
Vladimir Mironov博士來自于一家剛剛起步的3D生物打印公司，他之前順利通過3D打印技術(shù)制作出了具有生物活性的甲狀腺并成功植入了小鼠的體內(nèi)。這項研究成果為生物器官3D打印領(lǐng)域的開辟了一條新的道路，這之前僅僅在科幻小說中提到過。
10.耳植入
最近，由普林斯頓大學和約翰霍普金斯大學的研究團隊成功3D打印出了具有“超能力”的人耳，這只耳朵可以“聽”到超越人類聽力范圍的無線頻率。這項技術(shù)是通過將摻有牛細胞的凝膠狀液體以及微小的銀粒送入打印機，打印機經(jīng)過特殊程序設(shè)計，將這些材料塑造為仿生耳朵，并將銀粒做成螺旋狀天線的形狀。
這只人造耳具備了人耳所擁有的軟骨結(jié)構(gòu)，而安置在耳朵內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)天線則可以組成耳蝸螺旋。這樣，它就幫助聽覺神經(jīng)末梢有問題的患者重新恢復或提高聽力能力。這項技術(shù)的問世，為未來的生物和納米電子等領(lǐng)域創(chuàng)造了新的可能。
結(jié)語：以上的十大案例僅僅是快速發(fā)展的醫(yī)學3D打印中的冰山一角，還有更多令人驚訝的3D打印醫(yī)學應用正在處于低調(diào)的研究階段。
