近年來，3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直突飛猛進(jìn)。其高效快速準(zhǔn)確建立三維模型的特性與醫(yī)療領(lǐng)域講究精準(zhǔn)的要求不謀而合，因此醫(yī)療3D打印技術(shù)具有廣泛的市場。本文將從三個方面來概述3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域大顯身手

       醫(yī)療3D打印技術(shù)適合多種領(lǐng)域。醫(yī)療3D打印是使用3D打印的方法成型生物材料，特別是細(xì)胞材料，用來制造人工的組織、器官，還有各種假肢，手術(shù)導(dǎo)板等一系列生物醫(yī)療領(lǐng)域的產(chǎn)品。它是目前3D打印研究中最前沿的領(lǐng)域。Wholers報告中指出，醫(yī)療3D打印技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)用模型、外科手術(shù)以及手術(shù)導(dǎo)板、骨科植入物等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。

完美定制醫(yī)療器械

       中投顧問的一位研究人員曾說：“目前，3D打印醫(yī)療器械研發(fā)制造正在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，市場前景無量。”據(jù)了解，在發(fā)達(dá)國家，3D打印醫(yī)療器械在相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用。據(jù)調(diào)查，在美國約有200萬人使用3D打印假肢。3D打印醫(yī)療產(chǎn)品中，諸如義齒、助聽器、人工關(guān)節(jié)等在一些發(fā)達(dá)國家也擁有廣闊市場。業(yè)內(nèi)人士一致看好，3D打印技術(shù)成為醫(yī)療器械研發(fā)應(yīng)用的核心技術(shù)。
       3D打印假肢1月29日，骨科巨頭Stryker對外宣布，將于2016年下半年投資建造3D打印工廠。該公司是醫(yī)療器械和植入物產(chǎn)品巨頭，其將3D打印技術(shù)用在脛骨基板上，使外科醫(yī)生不用水泥也能手術(shù)。他們希望推出一個3D打印鈦管裝置，借助該部件的多孔屬性，可以在移植后實現(xiàn)骨骼在其內(nèi)部的自然生長。專家認(rèn)為在制作像定制假體這樣的醫(yī)療器械時，3D打印是一種完美的技術(shù)。

       強(qiáng)生與Carbon3D合作無獨有偶，全球醫(yī)療行業(yè)巨頭強(qiáng)生在1月25日宣布，將與3D打印公司Carbon3D合作，共同開發(fā)可定制的3D打印手術(shù)器械。Carbon3D是一家專業(yè)3D打印公司，旗下最大的賣點在于其專有的CLIP3D打印技術(shù)。據(jù)悉。這項技術(shù)的成型速度比普通3D打印速度高出25至甚至100倍，在如此高速的3D打印下，出來的成型結(jié)果可媲美注塑成型。

       早在去年11月，美國東北大學(xué)機(jī)械和工業(yè)工程系副教授RandallErb開發(fā)了一個根據(jù)具體病人情況打印特定導(dǎo)管的設(shè)備。導(dǎo)管是用來給病人或新生兒輸送營養(yǎng)物質(zhì)的一個重要醫(yī)療裝置。目前的導(dǎo)管只有固定的形狀和尺寸，生產(chǎn)定制導(dǎo)管對公司來說成本太高，3D打印則可以解決這個問題。據(jù)了解，這個新設(shè)備通過改變磁場來改變合成材料的尺寸和形狀，從而為病人提供定制服務(wù)。

成功助力骨骼外科手術(shù)

       3D打印技術(shù)，在醫(yī)療器械領(lǐng)域廣受歡迎，同時也參與了不少外科成功手術(shù)案例。最近，泰國某醫(yī)院矯形科醫(yī)生和他的團(tuán)隊，利用3D打印的鈦金屬假體為一名右手拇指骨骼因腫瘤嚴(yán)重?fù)p壞的37歲女性實施了骨骼替換手術(shù)。據(jù)知，這類手術(shù)一般使用的植入物是用從患者臀部或腿部獲取的天然骨骼制成。而這種方法會對取骨處造成一定程度的損傷?，F(xiàn)在，3D打印鈦金屬假體不僅不會造成二次傷害，反而還具有質(zhì)地輕更加強(qiáng)韌的優(yōu)點。

                 
       右手拇指骨骼替換手術(shù)來了解一下3D打印鈦金屬假體的過程。首先，通過X光掃描患者的左手拇指再進(jìn)行鏡像創(chuàng)建出右手拇指骨骼樣子的3D數(shù)字模型。然后，用樹脂材料做出拇指的實體模型。最后，使用生物醫(yī)療級鈦金屬做出了最終的成品。

      國內(nèi)也有不少利用3D打印技術(shù)幫助患者成功手術(shù)的例子。去年12月，北京大學(xué)人民醫(yī)院內(nèi)，完成了世界首例右骨盆巨大腫瘤切除3D髂骨假體重建術(shù)。這是繼7月份，該醫(yī)院完成3D全骶骨假體重建術(shù)后的又一成功案例。傳統(tǒng)的全膝置換是極其精細(xì)且浩大的工程，而3D打印技術(shù)引入之后，只需要兩片由3D打印的模型即可完成全膝置換手術(shù)，當(dāng)然，這是利用了專家的醫(yī)學(xué)專利。

      唐都醫(yī)院胸腔外科與超聲診斷科醫(yī)學(xué)3D打印研究小組專家于去年7月實施了世界首例3D打印鈦合金胸骨置換術(shù)。去年11月，北京清華長庚醫(yī)院董家鴻教授團(tuán)隊手術(shù)演示了國際首例3D打印個體化模型導(dǎo)航下的肝門部膽管癌精準(zhǔn)切除術(shù)。北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科主任劉忠軍帶領(lǐng)的團(tuán)隊，已經(jīng)在脊柱及關(guān)節(jié)外科領(lǐng)域研發(fā)出幾十個3D打印脊柱外科植入物。

       據(jù)相關(guān)專家介紹，骨科3D打印技術(shù)，不僅可以幫助醫(yī)生完成骨科手術(shù)，它還能很好的解決假體和骨頭長不到一起，或者連接松動等問題。3D構(gòu)件由于在制造打印時，精度要求高，出來的成品能與患者骨頭結(jié)構(gòu)實現(xiàn)完美契合，因此更加穩(wěn)固。

       現(xiàn)在3D打印技術(shù)日益成為骨科科手術(shù)的新寵，它通過數(shù)字化技術(shù)和軟件，利用3D打印機(jī)，直接打印出骨關(guān)節(jié)模具，不僅解決了手術(shù)中的難題，也大大提高了骨科患者的恢復(fù)質(zhì)量，還加快了愈合時間，另外經(jīng)過骨科3D打印技術(shù)治療，患者僅需數(shù)天恢復(fù)便可下地活動。因此，不少醫(yī)院引入該項技術(shù)，成立專門研究團(tuán)隊以便后續(xù)手術(shù)需要。

仿生功能干細(xì)胞培養(yǎng)

       3D打印技術(shù)，除了在骨科手術(shù)大量應(yīng)用，業(yè)界更看好其在干細(xì)胞領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)揮。因為3D生物打印的核心技術(shù)在于生物磚，即一種新型且精準(zhǔn)的具有仿生功能的干細(xì)胞培養(yǎng)體系。它是以含種子干細(xì)胞或分化細(xì)胞、生長因子和營養(yǎng)成分等組成的“生物墨汁”，結(jié)合其他材料層層打印出具有生物活性的產(chǎn)品，再經(jīng)培育處理，形成有生理功能的組織結(jié)構(gòu)?？缮锝到狻⒕哂辛W(xué)強(qiáng)度和抗機(jī)械損傷能力。里面是細(xì)胞生長因子和成千上萬種的營養(yǎng)成分。3D生物打印是打印出含有細(xì)胞成分并具有生物學(xué)活性的產(chǎn)品。

            
       3D打印人類干細(xì)胞四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司康裕建說，“因為直接取自每一個體的人體干細(xì)胞，修復(fù)、替換個體本身病變組織的異體排斥性不復(fù)存在，同時其結(jié)構(gòu)和功能性匹配更佳，術(shù)后恢復(fù)等環(huán)節(jié)將變得更易被接受和順暢。這是個性化定制健康的最高境界?！蹦壳?，英國威爾士Morriston醫(yī)院的整形外科醫(yī)生們正在試圖使用人類細(xì)胞打印生物結(jié)構(gòu)，并提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境和合適的時機(jī)使它們成長為我們可以放入人體內(nèi)的組織。它將重建人體缺失的身體部位，比如鼻子或耳朵的一部分，而且最終可以重建更大的部位，諸如骨骼、肌肉和血管等。

      在去年11月出版《生物制造》雜志上，有一則胚胎干細(xì)胞3D打印成果展示。來自中國清華大學(xué)和美國德雷克賽爾大學(xué)的研究團(tuán)隊能夠用3D打印胚胎干細(xì)胞，并且印制出的細(xì)胞胚體高度統(tǒng)一。據(jù)了解，胚胎干細(xì)胞能夠生成人體所有類型的細(xì)胞，它可以用來構(gòu)建身體組織結(jié)構(gòu)以及潛在的微觀器官。研究人員用基于3D打印的方法制造出三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以生長胚體，這種胚體被證明較有活力，并且能夠快速進(jìn)行自我修復(fù)，還能保持變成任意類型細(xì)胞的多潛能性。

     此外，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長徐銘恩研究團(tuán)隊的成果也分外精細(xì)。據(jù)悉，該研究團(tuán)隊已經(jīng)可以將脂肪干細(xì)胞、內(nèi)皮和胰島細(xì)胞在3D空間內(nèi)精確組合，形成模擬體內(nèi)代謝調(diào)控結(jié)構(gòu)的模型，無論是胰島素分泌、葡萄糖代謝、脂肪代謝，還是受阻因子的分泌，相關(guān)結(jié)果更接近人體，對藥物的敏感性和毒性的反應(yīng)更準(zhǔn)確。

【結(jié)語】

       國內(nèi)外齊頭并進(jìn)的研究3D打印仿生干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，并且皆取得可喜的成果，無論是大企業(yè)在3D打印醫(yī)療器械方面的合作，還是3D打印助力外科手術(shù)并取得成功，都可以看出，3D打印醫(yī)學(xué)應(yīng)用成果驕人。

      3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域如此廣泛的應(yīng)用，不僅有助于醫(yī)學(xué)研究突破，還極大的幫助患者早日康復(fù)。目前，3Ｄ打印技術(shù)，已經(jīng)走到仿生干細(xì)胞培養(yǎng)的階段，對于醫(yī)學(xué)界最期待的個性化定制器官邁出了重要一步。

      對此，業(yè)界普遍看好的醫(yī)學(xué)３D打印技術(shù)，也有一定的擔(dān)憂。雖然目前3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得不錯成果，但是，這項技術(shù)制成的人體植入物必須經(jīng)過大量細(xì)胞培養(yǎng)和試驗，以確保其能夠在人體內(nèi)存活。而人體組織器官的復(fù)雜性，現(xiàn)在的技術(shù)還不能夠完全駕馭。此外，3D打印使用的材料會否產(chǎn)生副作用，是否會與人體組織發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生不利于人體健康的因素，都需要長期的試驗來論證。

     南京松尚醫(yī)療科技有限公司坐落于江蘇省南京市江寧區(qū)環(huán)境優(yōu)美的U谷（悠谷）。松尚醫(yī)療科技以全球領(lǐng)先的數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)，面向境內(nèi)外醫(yī)療機(jī)構(gòu)和科研院所提供專業(yè)系統(tǒng)的3D打印醫(yī)療解決方案。

      公司依托南京醫(yī)科大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)研究所博士后科研團(tuán)隊為核心，利用先進(jìn)的專業(yè)醫(yī)學(xué)軟件和3D打印設(shè)備，將醫(yī)學(xué)和工程學(xué)相結(jié)合在臨床應(yīng)用中不斷深入，通過臨床醫(yī)學(xué)與3D打印技術(shù)相結(jié)合的工作模式，為醫(yī)療、科研等機(jī)構(gòu)提供快速高效的醫(yī)學(xué)3D打印服務(wù)。將傳統(tǒng)的醫(yī)療服務(wù)帶入到個性化、精準(zhǔn)化、微創(chuàng)化、快速化的發(fā)展時代。

      通過我們的醫(yī)療技術(shù)服務(wù)，提高了醫(yī)生和患者之間的溝通效率、提升手術(shù)質(zhì)量降低手術(shù)風(fēng)險、為實現(xiàn)精準(zhǔn)治療提供有效幫助，也為醫(yī)生掌握數(shù)字醫(yī)學(xué)新技術(shù)提供了有效幫助。為此，我們將著眼于未來通過不懈的努力將數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)服務(wù)不斷創(chuàng)新，開啟數(shù)字化醫(yī)療新篇章！