近年來,3D打印技術的發展十分迅速,甚至業內一度認為3D打印將引領第三次工業革命,相較于傳統制造業,3D打印具有突破傳統的設計空間、個性化、小批量和高精度等優勢。此外由于醫療行業鮮有標準的量化生產,規避了3D打印的劣勢,因此3D打印已率先在醫療領域獲得應用上的突破。今天小編就為大家盤點了一下3D打印在醫療方面的應用。
假肢方面
人的身體十分復雜,每一個人身體的細微之處又各不相同,因此,傳統的假肢很難針對每一位患者量身定做,而3D打印的出現恰好解決了這一問題。
兩歲的Emma Lavelle患有先天性多發性關節攣縮癥(AMC),這種病阻礙了她的肌肉和關節生長并使肌肉和關節變得僵硬。 因此,Emma的運動能力嚴重被限制一直以來,她已經歷了多次手術和矯正治療。在治療AMC方法中,最具前景的一項治療是WREX設備,這是一款身體鑄件,搭配彈性繃帶和假肢關節,可幫助AMC患者抬舉四肢。
可問題是,Emma年齡太小個子也小,不適合這款典型的WREX設備。 所以兩名研究人員塔里克-拉赫曼博士和設計師惠特尼-山姆珀爾一起開發了一個縮小版的適合Emma體型的WREX設備。
采用一個較小的3D打印,兩名研究人員就能夠打印縮小版的WREX設計中的小部件。這次3D打印機沒有采用金屬,而是采用ABS塑料制成了新的零部件,實驗證明這些材質非常堅固,足可以支撐起Emma日常使用。如今Emma現在可以自由移動手臂,可以像正常孩子一樣玩玩具,自己吃飯,甚至不需要父母的幫助就可以擁抱父母。3D打印技術改變了Emma的生活。
3D打印器官
今年1月,在邁阿密兒童醫院,有一位患有“完全型肺靜脈畸形引流(TAPVC)”的4歲女孩Adanelie Gonzalez,由于疾病她的呼吸困難免疫系統薄弱,如果不實施矯正手術僅能存活數周甚至數日。
心血管外科醫生借助3D心臟模型的幫助,通過對小女孩心臟的完全復制3D模型,成功地制定出了一個復雜的矯正手術方案。最終根據方案,成功地為小女孩實施了永久手術,現在小女孩的血液恢復正常流動,身體在治療中逐漸恢復正常。
3D打印制藥
今年8月,首款由Aprecia制藥公司采用3D打印技術制備的SPRITAM(左乙拉西坦,levetiracetam)速溶片得到美國食品藥品監督管理局(FDA)上市批準,并將于2016年正式售賣。這意味著3D打印技術繼打印人體器官后進一步向制藥領域邁進,對未來實現精準性制藥、針對性制藥有重大的意義。該款獲批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知識產權的ZipDose3D打印技術。
通過3D打印制藥生產出來的藥片內部具有豐富的孔洞,具有極高的內表面積,故能在短時間內迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來了福音。
這種設想主要針對病人對藥品數量的需求問題,可以有效地減少由于藥品庫存而引發的一系列藥品發潮變質、過期等問題。事實上,3D打印制藥最重要的突破是它能進一步實現為病人量身定做藥品的夢想。
3D打印神經
根據外媒報道,國外某研究機構最近開創了一項史無前例的發明,他們將3D打印技術應用到復雜的感官神經和運行神經的的創傷修復上,這一創舉每年將為20多萬神經受損或者神經疾病的人提供幫助。
眾所周知神經再生是一個極其復雜的過程,由于這種復雜性,神經在受到損傷后,可以再生是十分罕見的。因此,神經的損傷通常是永久性的,但是如今在3D打印的幫助下或許可以解決這個問題。
在《 Advanced Functional Materials》周刊一項新的研究中表示,研究員通過3D成像和3D打印技術,創建一個植入了生化線索的定制硅膠導板,來幫助恢復神經再生。這一方法在用老鼠做的實驗上效果顯著。
通過獲取結果,研究員們使用3D掃描儀來對老鼠的坐骨神經結構進行了逆向工程,為了神經再生,接著他們又用了一個專業定制的3D打印機來打印導板。然后在這個導板里植入化學線索來促進感官以及運動神經的再生,最后通過外科移植手術將這塊導板植入了老鼠神經的切割端中。經過10-12周的康復,老鼠可以重新行走了。
3D打印骨骼
里塔·蘇隆恩(Riitta Suuronen)帶領的芬蘭坦佩雷大學研究小組在他的腹部用了9個月基于“腳手架”方法成功培育出一個男性的下頜骨。這項技術突破意味著,干細胞可以從患者自身的脂肪細胞中培育形成。溫蘭特在打印機中裝載了三鈣磷酸鹽和一種聚乳酸,這是人體中最基礎的元素。
這個打印形成的骨骼“腳手架”包含了數千個微孔,骨骼細胞可以放置在其中,逐漸培育生長,并最終這個“腳手架”可以生物分解消失。研究小組從人體骨髓中提取CD117細胞,這種細胞能夠發育成一種叫做“造骨細胞”(osteoblasts)的初生骨細胞,研究小組在3D打印機形成的骨骼“腳手架”中注入一種凝膠,可對培育的初生骨細胞提供營養發育。15個星期之后,骨骼“腳手架”最終在老鼠背部的皮膚之下分解,腳手架中的造骨細胞形成了人體骨骼
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