3D打印技術并非新興產物,只不過以往的概念或者技術還不夠完善,隨著3D技術的逐漸完善和推進,在生活中的應用越來越廣泛。大到航天、火箭、戰(zhàn)斗機、及潛艇,小到打印玩具,應用范圍涉及到方方面面。如今,在醫(yī)療領域又是一大助力。它可以深入癌癥治療各個環(huán)節(jié),多點發(fā)力捍衛(wèi)生命。
近日,加拿大在用3D打印改善放療體驗方面取得進展。回顧人類與癌癥的抗爭史,我們會發(fā)現(xiàn),其實3D打印已經深度融入到癌癥治療的各個環(huán)節(jié),從實驗室中的病理研究、藥物測試到臨床診斷、手術,這項技術為捍衛(wèi)生命做出了多樣化的貢獻。
放射療法是當前治療癌癥的主要手段,它雖然能延續(xù)生命,但也給患者造成不同程度的痛苦。近日,加拿大科研人員開發(fā)了一種3D打印推注裝置,可放置于病人皮膚表面,以控制人體吸收的輻射量,從而使放療過程更舒適、更省時。
回顧近些年人類與癌癥的抗爭歷程,我們會發(fā)現(xiàn),新興的3D打印技術不僅對改善放療體驗有所幫助,而且已經悄然深入到癌癥治療的各個環(huán)節(jié),在捍衛(wèi)生命的斗爭中做出了多樣貢獻。
病理研究與藥物測試缺少樣本?用3D打印造出來
癌癥療法、抗癌藥物的開發(fā)少不了具有活性且仿真度高的研究樣本。在生物3D打印技術出現(xiàn)以前,科學家們的主要實驗對象是二維的單層細胞,這無疑與癌癥中形成的腫瘤相去甚遠。
2014年,中美兩國的研究人員合作開展了一個科研項目,以纖維蛋白做支架,外面包裹上一層宮頸癌細胞,進而用3D打印技術造出一個仿生腫瘤。比起單層細胞,3D打印腫瘤可以提供一個更逼真的研究環(huán)境,用以測試各種類型的抗癌藥物,并讓研究人員更為直觀地看到藥效。
因確診太晚而耽誤治療?3D打印讓癌癥診斷更快捷
在很多治療失敗的癌癥病例中,患者如果確診得更早,本有望治愈。也就是說,及早確診對挽救癌癥病人的生命十分重要。然而,當病人感覺到身體不適,去醫(yī)院做專項檢查時,得出的結果往往已是晚期了。
2015年,一家由美國和以色列合辦的工作室Milestone研發(fā)了一款3D打印口腔癌檢測套件,它的核心設備是用于定位癌變病灶的照明裝置,該裝置由熒光染料和安全眼鏡組成。醫(yī)生只需將裝置插入患者口腔,即可檢查出異常部位。通過這種簡單的操作,口腔癌的早期確診率大大提高,可以挽救更多生命。
被癌細胞侵蝕的組織器官誰來取代?3D打印植入物或可當替補
為了避免癌癥擴散,病人已經被癌細胞侵蝕的組織或器官往往要被切除。如果失去這些組織器官不會直接威脅生命,那么病人可能從此就要帶著一副殘軀度過余生;若是這些待切除部位對維持生命至關重要,則必須有替代品植入機體,代行職能。然而,器官與組織移植市場的供求長期嚴重失衡,許多患者難以得到合適的植入物。生物3D打印的出現(xiàn)或將改變現(xiàn)狀。
2017年6月,我國第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院順利完成了全球首例計算機輔助4D打印生物可降解材料填充物乳房重建手術。通過術前3D掃描,患者的缺損部位得到了1:1的精確3D打印復制品。植入物進入身體后,不僅與人體組織結合良好,還刺激了血管組織的再生。此后,植入物會逐漸降解,讓新生的人體組織代替缺損部位,保持乳房外形。
除了切除、替換器官別無他法?3D打印有望正面懟癌細胞
比起切除組織器官,最理想的癌癥療法還是在保證機體完整的情況下消滅癌細胞。而來自美國科技巨頭歐特克公司的一項技術或許可以讓3D打印去完成這一使命,與癌細胞正面交鋒。
2014年,歐特克遺傳工程師Andrew Hessel提出了一個新的抗癌方法:根據(jù)每個人的DNA用3D打印制作個性化溶瘤病毒,注入人體對癌細胞進行精確打擊。Hessel目前已成功制作了第一個3D打印病毒,成本僅一千美元。而他的最終目標是把每個病毒的成本降至一美元,從而讓癌癥患者皆可得到經濟而無害的治療。
前三次科技革命的成果未能使人類徹底攻克癌癥,不過隨著智能制造技術的崛起,情況正在發(fā)生改變。3D打印以及人工智能、機器人等新興科技為癌癥治療提供了大量新手段、新方法,其中不少展現(xiàn)出非凡效果。癌癥的末日或許就在即將到來的智能時代。
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