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医学3D打印的主要类别及其在医学领域的应用

当Chuck Hall在1983年发明3D打印技术时,他不可能想到这项技术会给医疗保健行业带来多大的变革。从新工艺到新材料,3D打印不断拓展医学领域的应用,它给医疗方式带来改变的同时,也大大改善了人们的健康水平,其影响力每年都在持续增长。本期我们就来探讨3D打印如何改变医疗保健行业。

 

 

医学3D打印的主要类别

3D打印为医疗行业提供了巨大的机会,技术的全球扩张使这一效应继续扩大化。医学3D打印的类别主要包括:类器官、器官和组织制造、定制植入物,解剖模型和假肢开发、医疗器械制造、药物研究、开发及制造、手术器械制造。

 

医学3D打印在医学领域的应用

医学3D打印的应用范围从工程个性化项目到压缩供应链,能够降低医疗保健行业的成本,缩短交付周期。

 

1、降低生产成本

3D打印允许医生以CT、MRI、X射线和超声影像打印患者的器官模型。通过在生物打印的器官模型上进行术前规划,外科医生可以提前预演复杂的手术,提高手术成功率,手术时间也能缩短30%。

 

3D打印模型用于术前规划


3D打印也是生产手术器械的经济有效的方式。手术工具可以在几个小时内完成设计,甚至可以根据外科医生的具体需求进行修改,而且成本低于制造外科器械的其他传统方法,制造精度也更高。外科医生也可以制造在身体内微小空间中使用的更小的手术器械。

 

3D打印的手术器械


这也意味着在贫困、偏远以及灾害发生地带,医生可以使用3D打印生产他们所需的医疗用品,改善居民的医疗保健条件。

 

2、器官和组织制造

生物医学公司Organovo正在对肠道和肝脏组织进行生物打印,这可以在体外研究器官并开发针对某些疾病的新药。他们已经获得了关于1型酪氨酸血症的临床信息。

 

从肝脏到心脏,人体器官的3D打印已经取得非凡的成果


皮肤移植是非常痛苦的,往往难以达到最佳的美学效果。而如水疗这样的传统解决方案达到的效果也很有限。马德里卡洛斯三世大学的研究人员开发了烧伤患者皮肤的3D打印技术,这无疑会给烧伤和其他主要皮肤伤口的治疗提供新的方式。

 

国内伽蓝集团开发3D打印人工皮肤


2016年,科学家将由细胞和明胶制成的3D打印卵巢植入了小鼠体内,这项研究旨在为饱受不孕症困扰的女性寻找解决方案。

 

3D打印也用于卵巢治疗

 

韩国浦项大学的生物医学工程师在2017年使用活体组织进行了生物血管的3D打印研究。其取得的成果对于研究人员未来克隆全尺寸复杂器官至关重要。虽然科学家们估计3D打印可移植的心脏等复杂器官至少还需要十年时间,而肝脏和肾脏则可以在六年内实现打印。

 

中国科学家实现血管打印


3、定制植入物,解剖模型和假肢

3D打印可以降低假肢和植入物的制造成本,而且这些假肢通常为患者单独定制,相比批量生产的假肢更加舒适。目前CT、三维扫描、设计和3D打印一体化的解决方案正在改变越来越多残疾人士的生活。

 

在3D打印的植入体案例中,从钛面部植入物重建人脸到钛合金的下颌骨、胸骨,3D打印不仅仅具有定制化的特点,更重要的还在于它能够即时性、快速性制造,这对于挽救病患是极为重要的因素。

 


在医疗定制和个性化解决方案方面,矫正鞋垫和助听器也越来越多采用3D打印制造,医疗保健行业的产品正在变得更加丰富。

 

 


4、癌症治疗和研究

 

癌症细胞和患病细胞也被打印出来以便进行更有效地研究。科学家可以研究肿瘤和异常生长是如何发展和演进的。医学3D打印在分析癌细胞、发展癌症治疗方式以及进行更有效的药物检测方面起着至关重要的作用。

 

5、药理学和3D打印

 

许多人每天要服用多粒药,而医学3D打印将使每个人的药物治疗个性化。3D打印胶囊可以在不同时间内释放其中储存的多种药物。

 


研究人员正在开发一种含有三种药物的复方制剂,初步结果显示很有前景,药理学家希望它可以减少药物不良反应和药物需求数量,进而减少人们进服的痛苦。

 

END


从医疗用品到器官,生物打印对几乎每个医疗部门都有益。包括骨骼植入和器官打印等技术在内的医学3D打印技术每天都在不断发展,许多人都在为其进步做出贡献。医疗保健行业是一个巨大的市场,而3D打印在未来将会发挥越来越重要的作用。

 

文章来源:3d打印技术参考                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

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