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3D打印应用医疗是福是祸

时间:2013-04-01 09:27 来源:未知 作者:中国3d打印网 阅读:
    像我们中国人做葱油饼,摊一层面粉,撒一些葱,再加一层面粉,撒一点芝麻。也就是说,今后,3D打印机,能在喷出材料制作人体器官的同时,涂上细胞和生长因子,形成“三合一”产品,从而构建出皮肤、血管、骨、软骨等组织。

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  记者:3D打印这一话题为何能够引起广泛关注?

  戴尅戎:说起3D打印,就不得不先提到第三次工业革命,因为3D打印是第三次工业革命的标志之一。比起前两次工业革命,第三次工业革命有一个比较大的区别是源头为多元性的,涉及的领域也是多元性的。第一次工业革命,主要从英国开始,其标志是纺织工业的形成;第二次是从美国开始,其标志是福特汽车制造流水线的形成,开创了规模化生产时代。而第三次工业革命是多源性的,起于全球多个国家和地区,其终端也是多元的,涉及许多领域。而且这也是我国有史以来第一次有机会参与新一次工业革命的兴起,这也是引起国内广泛关注的原因之一。另外,第三次工业革命对医学进步的促进似乎更加直接、迅速、有效,其中又以发展到极致的3D打印技术最为抢眼。仅此一项,就将对医疗技术与设备发生深远的影响,这项技术满足了广大病人、医生梦寐以求的个性化治疗的需要,自然也吸引了大众关注的目光。

  记者:过去,在进行人工关节置换时会遇到哪些困难?

  戴尅戎:目前,全世界每年有几百万患者需要进行人工关节置换。国内使用的假体半数以上来自欧美国家,它们的设计完全按照西方人身材标准,和国人差别较大。国内外的每种假体的型号十分有限,全世界每年要为上百万不同年龄、不同性别、不同种族、不同体型的病人置换不同破坏程度的关节,所用的人工关节却只有5~10个规格,实在很难做到按照病人的骨骼特点 “量体裁衣”。所以过去我们只能对骨骼进行“削足适履”来获得较好的匹配程度,但即便如此,仍有部分严重畸形的病人无法选择合适的假体。

  此外,要修复颜面畸形,做到左右对称,就更困难了。其实和脸一样,骨盆也十分讲究对称性。位于骨盆两侧的髋关节一旦左右不对称,就很可能站没有站相,走没有走相,甚至发生脱位。而在开刀的时候,病人是侧着睡的,医生根本无法看到或摸到病人另一侧完好的关节,无法精准测算假体位置,所以常常出现误差。

  记者:应用了3D打印技术,是否能解决以往这些问题呢?

  戴尅戎:是的。如今3D打印技术的应用,实现了精确个性化定制假体。3D打印机可以依照给患者拍摄的CT片,逐层打印出立体结构或器官模型。而借助模型做出来的人工假体,与残留骨胳衔接良好,并与现有骨胳关节完全一致。而且,再严重的畸形或破坏也不必担心没有适合的人工假体了。

  另一方面,3D打印的骨盆原型还为医生进行手术设计提供良好帮助。仍然以骨盆肿瘤手术为例,这是骨科领域难度很高的一项手术,要求肿瘤切除干净,骨盆切割线的位置要求十分精确。过去,医生设计手术只能 “凭空想象”,有了3D打印机,现在术前就能打印出一个与患者的骨盆一模一样的模型,医生可以在模型上模拟切除,事先设计手术和假体,并在体外反复尝试安装与修正,进行手术模拟。而为了确保手术时精确切割病变骨盆,工程师还可利用3D打印模型制作专用手术导板,手术时,用骨锯沿着导板的边缘切割就能精确切除肿瘤,并使截骨处正好与假体贴合,做到左右对程,手术的难度因此明显降低。

  记者:既然现在骨头也能打印,那么人体组织也能打印吗?

  戴尅戎:理论上可以。通过组织工程技术就可以构造出人体组织,甚至器官。这需要三个要素——支架、细胞、生长因子。但以往这三个要素往往分别由三组不同的团队进行研究,研究出成果再相互搭配。也就是先做成支架,再种上细胞,再增添生长因子。在若干年前就已出现复合打印技术的构思了。这有点像我们中国人做葱油饼,摊一层面粉,撒一些葱,再加一层面粉,撒一点芝麻。也就是说,有一种打印机,能在喷出材料制作支架的同时,涂上细胞和生长因子,形成“三合一”产品,从而构建出皮肤、血管、骨、软骨等组织。

  目前,多数构造出来的结构或组织,虽然具备被替代组织的外形或拥有类似力学性能,但并不具备新陈代谢、骨胳造血、肝脏解毒,肾脏排尿等器官功能。去年美国一位再生医学研究所所长在演讲时,当众捧出了一个3D打印而成的肾脏!这个粉红色的器官柔软圆润,甚至有点粘手……引起了轰动,但实际上这离替代正常肾脏功能的要求,还有很大距离。

(责任编辑:admin)

weixin
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