近年來，3D打印在醫(yī)學領域一直突破不斷。其高效快速準確建立三維模型的特性與醫(yī)療領域講究精準的要求不謀而合，因此醫(yī)療3D打印技術具有廣泛的市場。本文將從三個方面來概述3D打印技術在醫(yī)療領域大顯身手。
　　

                               醫(yī)學領域3D打印技術應用成果不凡
　　醫(yī)療3D打印是使用3D打印的方法成型生物材料，特別是細胞材料，用來制造人工的組織、器官，還有各種假肢，手術導板等一系列生物醫(yī)療領域的產(chǎn)品。它是目前3D打印研究中最前沿的領域。Wholers報告中指出，醫(yī)療3D打印技術已經(jīng)在醫(yī)用模型、外科手術以及手術導板、骨科植入物等領域有了廣泛應用。
　　
　　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?！睋?jù)了解，在發(fā)達國家，3D打印醫(yī)療器械在相關領域已經(jīng)廣泛應用。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、人工關節(jié)等在一些發(fā)達國家也擁有廣闊市場。業(yè)內(nèi)人士一致看好，3D打印技術成為醫(yī)療器械研發(fā)應用的核心技術。

　　                                  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打印技術用在脛骨基板上，使外科醫(yī)生不用水泥也能手術。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。
　

　                                 強生與Carbon3D合作
　　無獨有偶，全球醫(yī)療行業(yè)巨頭強生在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。據(jù)悉。這項技術的成型速度比普通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，美國東北大學機械和工業(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管的設備。導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。目前的導管只有固定的形狀和尺寸，生產(chǎn)定制導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。
　

　                                      3D打印特定導管
成功助力骨骼外科手術
　　
　　3D打印技術，在醫(yī)療器械領域廣受歡迎，同時也參與了不少外科成功手術案例。最近，泰國某醫(yī)院矯形科醫(yī)生和他的團隊，利用3D打印的鈦金屬假體為一名右手拇指骨骼因腫瘤嚴重損壞的37歲女性實施了骨骼替換手術。據(jù)知，這類手術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。現(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)地輕更加強韌的優(yōu)點。

　　                                 右手拇指骨骼替換手術
　　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打印技術幫助患者成功手術的例子。去年12月，北京大學人民醫(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。這是繼7月份，該醫(yī)院完成3D全骶骨假體重建術后的又一成功案例。傳統(tǒng)的全膝置換是極其精細且浩大的工程，而3D打印技術引入之后，只需要兩片由3D打印的模型即可完成全膝置換手術，當然，這是利用了專家的醫(yī)學專利。
　　
　　第四軍醫(yī)大學唐都醫(yī)院胸腔外科與超聲診斷科醫(yī)學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。去年11月，北京清華長庚醫(yī)院董家鴻教授團隊手術演示了國際首例3D打印個體化模型導航下的肝門部膽管癌精準切除術。北京大學第三醫(yī)院骨科主任劉忠軍帶領的團隊，已經(jīng)在脊柱及關節(jié)外科領域研發(fā)出幾十個3D打印脊柱外科植入物。
　　
　　據(jù)相關專家介紹，骨科3D打印技術，不僅可以幫助醫(yī)生完成骨科手術，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打印技術日益成為骨科科手術的新寵，它通過數(shù)字化技術和軟件，利用3D打印機，直接打印出骨關節(jié)模具，不僅解決了手術中的難題，也大大提高了骨科患者的恢復質(zhì)量，還加快了愈合時間，另外經(jīng)過骨科3D打印技術治療，患者僅需數(shù)天恢復便可下地活動。因此，不少醫(yī)院引入該項技術，成立專門研究團隊以便后續(xù)手術需要。
　　
　　仿生功能干細胞培養(yǎng)
　　
　　3D打印技術，除了在骨科手術大量應用，業(yè)界更看好其在干細胞領域的技術發(fā)揮。因為3D生物打印的核心技術在于生物磚，即一種新型且精準的具有仿生功能的干細胞培養(yǎng)體系。它是以含種子干細胞或分化細胞、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強度和抗機械損傷能力。里面是細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胞成分并具有生物學活性的產(chǎn)品。

　　                                3D打印人類干細胞
　　四川藍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胞，修復、替換個體本身病變組織的異體排斥性不復存在，同時其結(jié)構(gòu)和功能性匹配更佳，術后恢復等環(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。”目前，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胞打印生物結(jié)構(gòu)，并提供適當?shù)沫h(huán)境和合適的時機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，有一則胚胎干細胞3D打印成果展示。來自中國清華大學和美國德雷克賽爾大學的研究團隊能夠用3D打印胚胎干細胞，并且印制出的細胞胚體高度統(tǒng)一。據(jù)了解，胚胎干細胞能夠生成人體所有類型的細胞，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，并且能夠快速進行自我修復，還能保持變成任意類型細胞的多潛能性。
　　
　　此外，中國3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長徐銘恩研究團隊的成果也分外精細。據(jù)悉，該研究團隊已經(jīng)可以將脂肪干細胞、內(nèi)皮和胰島細胞在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，相關結(jié)果更接近人體，對藥物的敏感性和毒性的反應更準確。
　　
　
　　國內(nèi)外齊頭并進的研究3D打印仿生干細胞培養(yǎng)技術，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打印助力外科手術并取得成功，都可以看出，3D打印醫(yī)學應用成果驕人。
　　
　　3D打印在醫(yī)學領域如此廣泛的應用，不僅有助于醫(yī)學研究突破，還極大的幫助患者早日康復。目前，3Ｄ打印技術，已經(jīng)走到仿生干細胞培養(yǎng)的階段，對于醫(yī)學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３D打印技術，也有一定的擔憂。雖然目前3D打印技術在生物醫(yī)學領域取得不錯成果，但是，這項技術制成的人體植入物必須經(jīng)過大量細胞培養(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雜性，現(xiàn)在的技術還不能夠完全駕馭。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。