醫(yī)療生物3D打印大盤點

　　近年來，3D打印技術(shù)的發(fā)展十分迅速，甚至業(yè)內(nèi)一度認為3D打印將引領(lǐng)第三次工業(yè)革命，相較于傳統(tǒng)制造業(yè)，3D打印具有突破傳統(tǒng)的設(shè)計空間、個性化、小批量和高精度等優(yōu)勢。此外由于醫(yī)療行業(yè)鮮有標準的量化生產(chǎn)，規(guī)避了3D打印的劣勢，因此3D打印已率先在醫(yī)療領(lǐng)域獲得應(yīng)用上的突破。今天小編就為大家盤點了一下3D打印在醫(yī)療方面的應(yīng)用。

　　假肢方面

　　人的身體十分復(fù)雜，每一個人身體的細微之處又各不相同，因此，傳統(tǒng)的假肢很難針對每一位患者量身定做，而3D打印的出現(xiàn)恰好解決了這一問題。

　　兩歲的Emma Lavelle患有先天性多發(fā)性關(guān)節(jié)攣縮癥（AMC），這種病阻礙了她的肌肉和關(guān)節(jié)生長并使肌肉和關(guān)節(jié)變得僵硬。 因此，Emma的運動能力嚴重被限制一直以來，她已經(jīng)歷了多次手術(shù)和矯正治療。在治療AMC方法中，最具前景的一項治療是WREX設(shè)備，這是一款身體鑄件，搭配彈性繃帶和假肢關(guān)節(jié)，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(shè)備。 所以兩名研究人員塔里克-拉赫曼博士和設(shè)計師惠特尼-山姆珀爾一起開發(fā)了一個縮小版的適合Emma體型的WREX設(shè)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(shè)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(zhì)非常堅固，足可以支撐起Emma日常使用。如今Emma現(xiàn)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(shù)改變了Emma的生活。

　　3D打印器官

　　今年1月，在邁阿密兒童醫(yī)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(tǒng)薄弱，如果不實施矯正手術(shù)僅能存活數(shù)周甚至數(shù)日。

　　心血管外科醫(yī)生借助3D心臟模型的幫助，通過對小女孩心臟的完全復(fù)制3D模型，成功地制定出了一個復(fù)雜的矯正手術(shù)方案。最終根據(jù)方案，成功地為小女孩實施了永久手術(shù)，現(xiàn)在小女孩的血液恢復(fù)正常流動，身體在治療中逐漸恢復(fù)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(shù)制備的SPRITAM（左乙拉西坦，levetiracetam）速溶片得到美國食品藥品監(jiān)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(shù)繼打印人體器官后進一步向制藥領(lǐng)域邁進，對未來實現(xiàn)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(chǎn)權(quán)的ZipDose3D打印技術(shù)。

　　通過3D打印制藥生產(chǎn)出來的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞，具有極高的內(nèi)表面積，故能在短時間內(nèi)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(shè)想主要針對病人對藥品數(shù)量的需求問題，可以有效地減少由于藥品庫存而引發(fā)的一系列藥品發(fā)潮變質(zhì)、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(xiàn)為病人量身定做藥品的夢想。

　　3D打印神經(jīng)

　　根據(jù)外媒報道，國外某研究機構(gòu)最近開創(chuàng)了一項史無前例的發(fā)明，他們將3D打印技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜的感官神經(jīng)和運行神經(jīng)的的創(chuàng)傷修復(fù)上，這一創(chuàng)舉每年將為20多萬神經(jīng)受損或者神經(jīng)疾病的人提供幫助。

　　眾所周知神經(jīng)再生是一個極其復(fù)雜的過程，由于這種復(fù)雜性，神經(jīng)在受到損傷后，可以再生是十分罕見的。因此，神經(jīng)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(shù)，創(chuàng)建一個植入了生化線索的定制硅膠導(dǎo)板，來幫助恢復(fù)神經(jīng)再生。這一方法在用老鼠做的實驗上效果顯著。

　　通過獲取結(jié)果，研究員們使用3D掃描儀來對老鼠的坐骨神經(jīng)結(jié)構(gòu)進行了逆向工程，為了神經(jīng)再生，接著他們又用了一個專業(yè)定制的3D打印機來打印導(dǎo)板。然后在這個導(dǎo)板里植入化學(xué)線索來促進感官以及運動神經(jīng)的再生，最后通過外科移植手術(shù)將這塊導(dǎo)板植入了老鼠神經(jīng)的切割端中。經(jīng)過10-12周的康復(fù)，老鼠可以重新行走了。

　　3D打印骨骼

　　里塔·蘇隆恩（Riitta Suuronen）帶領(lǐng)的芬蘭坦佩雷大學(xué)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(shù)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(chǔ)的元素。

　　這個打印形成的骨骼“腳手架”包含了數(shù)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(fā)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(yǎng)發(fā)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