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盘点3D打印技术在医疗领域的7大奇迹

来源:e键打印   发布时间:2015-06-04 09:14:07   浏览次数:514
  作为这个时代最具颠覆性的生产工具,3D打印自从问世以来便不断挑战着我们的想象空间。现在我们住的房子、开的车子、穿的衣服、吃的东西等等这些都可以用3D打印来实现。


  但是您应该没有想到身体的器官、干细胞、皮肤、骨骼等等都用3D打印运用。当科技得到突飞猛进的发展,当3D打印遇见医疗,当人类未来健康得到前所未有保障,这一切皆有可能。

  今天就为大家盘点一下3D打印在医疗领域的7大先进应用,它们看起来像Michael Crichton科幻小说里的场景,现在我们利用3D技术这些科幻场景,成为现实,走进大家生活。

  生物打印主要是以活细胞为主要成分的生化墨水作原料。通常来说,打印特定的器官需要先输入一个特定的数字模型,经过3D打印机的逐层喷墨,再将打印出样本放到培养器中,以便“细胞”能够融合。目前科学家们正在研究打印不同组织的技术,而3D喷墨印刷也将被用于开发先进的医疗设备和工具。



  相比于打印其他物体,打印人体器官是件比较复杂的事。首先科学家需要对病人进行CT扫描,然后通过计算机软件来分析结果,并制出一张“蓝图”,通过这张图知道细胞在每层组织中的位置,才可以进行打印。虽然目前尚未诞生能够用于外科手术的完整器官,但研究者们已经打印出了肾脏、心脏等组织样本。



  胚胎干细胞有着惊人的再生能力,同时可以分化成人体的各种细胞。2013年,苏格兰赫瑞瓦特大学研究团队首次用人类胚胎干细胞进行“打印”。由胚胎干细胞制造出的三维结构可以让我们创造出更准确的人体组织模型,这对于试管药物研发和毒性检测都有着重要意义。未来如果能用自体干细胞进行打印器官,还能大大降低患者的免疫排异反应。



  3D打印皮肤给烧伤患者、皮肤癌症患者提供了更好的治疗可能。美国维克森林大学正在研究一项皮肤激光扫描的打印方式,利用3D打印机直接将皮肤细胞打印在烧伤创面上,这种方法远远优于传统的皮肤移植技术。除此,英国利物浦大学的研究者们正在努力正在研发一个可以让打印皮肤与个体皮肤相匹配的系统。因为每个人的皮肤上都有着独一无二的斑点、褶皱和纹理。他们还认为,有朝一日,人们可以通过手术随意换上自己喜欢的3D打印皮肤。



  与传统技术相比,3D打印的骨骼有两大优势。一个是可以“打”出任何形状的骨骼。3D打印技术可以直接生产出同一形状、体积的内植物,填充到缺损部位里面,上下用螺钉固定就非常牢固。另一个是该类植入物带有可供骨头长入的孔隙,可以将周边的骨头吸引进来,使真骨与假骨之间结成牢固的一体。



  前段时间,来自英属哥伦比亚大学生物工程学系的学生赢得了一项特殊的奖项:他们设计并用3D打印出了“皮肤外科吸烟机”,可以有效清除激光手术治疗中产生的烟雾。像手术刀、止血钳、夹子等等3D外科手术工具如今也已投入应用。最重要的是,它们不仅可以无菌打印,造价也是不锈钢材质手术工具的十分之一。


  专家可以借3D打印技术更有效、更系统研究肿瘤的发育和生长。通过这项工程,研究者们可以更好地进行药物测试、更可靠地预测新疗法的安全性和有效性。3D技术将促进包括癌症在内多种疾病的新药物的开发,也许在我们有生之年就能够找到治疗癌症的方法。



  来自美国的研究人员目前就试图用3D打印技术来打印心脏的各个部分,他们的目标是将这些部分组装起来,利用病人自身的可移植细胞,来为病人打造出一个新的心脏。目前研究者们已经将利用细胞打印出的心脏瓣膜和小静脉在小白鼠身上进行了实验,并收获了不错的反馈。而此项技术的挑战就是如何使心脏内所有细胞能够正常地协同工作以及如何让打印出来的心脏细胞保持存活。

  未来3D打印技术在医疗领域的发展空间巨大、发展前景显著,对人类健康大有裨益,也许到那时候“生老病死”已经不再是问题。

来源:thefutureofthings.com
作者:Adrienne Erin 
整理:创客联盟(转载请注明)