3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展也加快了醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的推進(jìn),。3D打印器官也不斷在人們的研發(fā)中變得越來(lái)越符合人們的需求,。 在個(gè)性化解決方案方面，比較典型的應(yīng)用有3D手術(shù)預(yù)規(guī)劃模型,、手術(shù)導(dǎo)板,、3D打印植入物，以及假肢,、助聽器等康復(fù)醫(yī)療器械,。在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研究人員已經(jīng)在利用生物3D打印技術(shù)培養(yǎng)人造器官方面取得了值得肯定的進(jìn)展,。本文主要觀察了2017年第一季度,，醫(yī)用3D打印技術(shù)在如下7個(gè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

1 手術(shù)規(guī)劃模型

對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)高難度大的手術(shù),，術(shù)前規(guī)劃十分重要,。傳統(tǒng)上，通過(guò)CT,、核磁共振(MRI)等影像設(shè)備獲取患者的數(shù)據(jù),，是做醫(yī)生手術(shù)預(yù)規(guī)劃的基礎(chǔ)，但得到的醫(yī)學(xué)影像是二維的,，之后還需要利用軟件將二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成逼真的三維數(shù)據(jù),。3D打印機(jī)可以將三維模型直接打印出來(lái)，既可輔助醫(yī)生進(jìn)行精準(zhǔn)的手術(shù)規(guī)劃,、提升手術(shù)的成功率,，又方便醫(yī)生與患者就手術(shù)方案進(jìn)行直觀的溝通。此外,，即使在治療失敗,，3D打印也可以為醫(yī)患雙方提供可溯源的依據(jù)。

世界首例Mr混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助的乳房重建手術(shù)完成

2017年3月,，湖南省腫瘤醫(yī)院醫(yī)生術(shù)中頭戴已經(jīng)輸入患者三維影像信息的HoloLens眼鏡,，術(shù)前3D血管數(shù)據(jù)個(gè)性化精確設(shè)計(jì)切取面積為22cm*14cm的股內(nèi)側(cè)穿支皮瓣游離移植一期重建乳房，手術(shù)歷時(shí)6個(gè)小時(shí)就得以安全順利完成,。

輔助腫瘤手術(shù)的3D打印肝臟模型普及有望,，僅需不到 150 美元

3月初,，波蘭克拉科夫一醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)展示了肝臟內(nèi)部腫瘤、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),，以及對(duì)外科醫(yī)生或?qū)⒚媾R的種種問(wèn)題予以參照,。研究者以一名 52 歲的女病人的肝臟為樣本，先獲得其肝臟 CT 掃描,，再使用 PLA 彩色材料的標(biāo)準(zhǔn) 3D 打印機(jī),，進(jìn)行六個(gè)部件的打印。隨后搭建起“肝薄壁組織的支架(liver parenchyma scaffold)”,，再填充硅膠材料,。完成后的模型即能清晰可見(jiàn)肝臟，包括形狀,、質(zhì)量,，還有腫瘤及內(nèi)部些許血管?？偣不ㄙM(fèi)約 160 小時(shí),，模型成本低于 150 美元。相比于2015 年日本筑波大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的研究,，此項(xiàng)3D肝臟模型將成本拉至可接受的水平,，讓大部分病患能承擔(dān)得起，定制化的治療方案對(duì)手術(shù)成功率提升亦有所助益,。

3D打印心臟模型挽救洛杉磯嬰兒生命

當(dāng)18個(gè)月大的Nate Yamane由于心臟肺動(dòng)脈變窄開始危及生命時(shí),，兒科心臟病專家Frank Ing意識(shí)到他需要一個(gè)支架，一個(gè)用于治療狹窄或弱動(dòng)脈的小網(wǎng)狀管,。使用Nate的心臟CT掃描數(shù)據(jù),，醫(yī)院團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了阻塞區(qū)域的3D打印模型。Ing博士制作了一個(gè)特殊的小型支架,，以適應(yīng)從狹窄動(dòng)脈的3D模型,。結(jié)果是成功的：Nate的氧水平隔夜得到了改善。

廣東完成首例3D打印換脊骨

南方醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院(廣東省骨科醫(yī)院)骨腫瘤科團(tuán)隊(duì)成功為一名脊索瘤患者切除了脊椎,，并植入3D打印人工椎體,，這是廣東完成的首例3D打印換脊骨手術(shù)。個(gè)性化的3D打印人工脊柱更有利于保護(hù)神經(jīng),，并利于術(shù)后骨愈合。

2 手術(shù)導(dǎo)板

手術(shù)導(dǎo)板是將手術(shù)預(yù)規(guī)劃方案準(zhǔn)確的在手術(shù)中實(shí)施的輔助手術(shù)工具,。在多個(gè)學(xué)科都有應(yīng)用,，例如：關(guān)節(jié)類導(dǎo)板、脊柱導(dǎo)板,、口腔種植體導(dǎo)板,，還有腫瘤內(nèi)部?jī)?nèi)照射源粒子植入的導(dǎo)向定位導(dǎo)板等,。

Materialise制造兒科3D打印手術(shù)導(dǎo)板獲FDA許可

這意味著患有先天性骨疾病或骨骼受傷的兒童就能得到更好的治療。該3D打印導(dǎo)板是三維的,，根據(jù)對(duì)患者骨骼的掃描數(shù)據(jù)生成,，可以讓醫(yī)生獲得最真實(shí)的信息，從而更好地規(guī)劃手術(shù),。另外,，其制造成本也不高，即便普通患者也負(fù)擔(dān)得起,。

3 植入物

一些植入物是通過(guò)鑄造或傳統(tǒng)的金屬加工方法來(lái)制造的,，需要首先制造出模具，對(duì)于只需要一件或者少量的植入物來(lái)說(shuō),，單件生產(chǎn)成本十分昂貴,。再加上具有生物相容性的植入物材料本身的高價(jià)格，骨科植入物的總制造成本是十分昂貴的,。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特殊植入物,，使用從傳統(tǒng)技術(shù)也難以實(shí)現(xiàn)。而3D打印技術(shù)用于制造骨科植入物,，可以有效降低定制化,、小批量植入物的制造成本，并可以制造出更多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植入物,。近年醫(yī)療行業(yè)越來(lái)越多地采用金屬3D打印技術(shù)(直接金屬激光燒結(jié)或電子束熔融)設(shè)計(jì)和制造醫(yī)療植入物,。在醫(yī)生與工程師的合作下，使用3D打印技術(shù)能夠制造出更多先進(jìn)合格的植入物和假體,。3D打印技術(shù)也讓定制化植入物的交貨速度得以提升,，從設(shè)計(jì)到制造一個(gè)定制化的植入物最快時(shí)可以在24小時(shí)之內(nèi)完成。工程師通過(guò)醫(yī)院提供的X射線,、核磁共振,、CT等醫(yī)學(xué)影像文件，建立三維模型并設(shè)計(jì)植入物,，最終將設(shè)計(jì)文件通過(guò)金屬3D打印設(shè)備制造出來(lái),。

OPM公司的3D打印骨植入物獲得歐洲專利批準(zhǔn)

牛津高性能材料公司(OPM)的“用于骨替換的定制植入物”將利用新興的OsteoFab植入物制造工藝。OPM現(xiàn)在將把其高性能添加制造工藝應(yīng)用于3D打印定制植入物,，以執(zhí)行骨替換操作,。該歐洲專利最初于2011年底提交，于2016年12月21日生效,，并將持續(xù)到2029年8月7日,。目前，OPM仍是第一家也是唯一一家獲得FDA 510(k)批準(zhǔn)的3D打印患者特異性聚合物基植入物的公司,。

澳洲成功實(shí)施首例3D打印鈦-聚合物胸骨植入手術(shù)

澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO),、墨爾本醫(yī)療植入物公司Anatomics和英國(guó)醫(yī)生聯(lián)手,，為一名61歲的英國(guó)患者Edward Evans實(shí)施了3D打印鈦-聚合物胸骨植入手術(shù)，這也是全球首創(chuàng),。之前這種植入物一般都會(huì)用純鈦制造,，新型胸骨植入物能夠比之前的純鈦植入物更好地幫助重建人體內(nèi)的“堅(jiān)硬與柔軟組織”。Evans術(shù)后僅12天就能出院,，并且目前恢復(fù)十分迅速,。

印度首個(gè)3D打印鈦?zhàn)倒侵踩胛镒?2歲婦女再次行走

印度Medanta The Medicity醫(yī)院的醫(yī)生們讓一名一直患有脊柱結(jié)核的32歲婦女再次行走。這也是印度首次進(jìn)行此類手術(shù),。女患者的第一節(jié),、第二節(jié)、第三節(jié)頸椎嚴(yán)重?fù)p傷,，這意味著在她的顱骨與下頸椎之間沒(méi)有任何骨骼支撐,。借助先進(jìn)的金屬3D打印技術(shù)，醫(yī)生們3D打印了一個(gè)鈦?zhàn)倒?，并用它替代了患者脊柱中的受損部分,，從而有效填補(bǔ)了第一節(jié)頸椎和第四節(jié)頸椎之間的空白。手術(shù)一共進(jìn)行了10小時(shí),。這也是世界上第三例此類手術(shù),。

首個(gè)植入3D打印脊椎患者已能開車騎車

2016年6月12日，世界首個(gè)3D打印脊椎植入手術(shù)在北醫(yī)三院完成,。2017年1月初患者的CT顯示,，該患者當(dāng)時(shí)被植入的長(zhǎng)達(dá)19厘米的3D打印內(nèi)植物與他原有脊柱穩(wěn)穩(wěn)地連接在一起，內(nèi)植物與脊柱的連接處可見(jiàn)到高密度影,，已有骨融合的跡象,。

鼓樓醫(yī)院國(guó)內(nèi)首創(chuàng)3D打印導(dǎo)航治蝶顎神經(jīng)痛

南京鼓樓醫(yī)院團(tuán)隊(duì)對(duì)患者進(jìn)行了頭顱薄層CT掃描，設(shè)計(jì)并3D打印出個(gè)性化的蝶顎神經(jīng)節(jié)介入導(dǎo)航模板,，術(shù)中以模板引導(dǎo)穿刺至目標(biāo)靶點(diǎn),，以少量局麻藥物精準(zhǔn)地完成了蝶顎神經(jīng)節(jié)阻滯，阻滯完成時(shí)患者即刻感到鼻塞感及眼部的酸脹感明顯緩解,，左面部的持續(xù)性隱痛也明顯好轉(zhuǎn),。隨后，團(tuán)隊(duì)利用該導(dǎo)航模板進(jìn)行了一次蝶顎神經(jīng)節(jié)脈沖射頻治療與兩次阻滯治療,，患者左面部的疼痛完全消失,。3D打印個(gè)性化導(dǎo)航模板，不僅極大縮短了手術(shù)時(shí)間,，減少了手術(shù)的創(chuàng)傷,，對(duì)需要進(jìn)行多次手術(shù)操作的患者，更是極大的幫助,。

4 康復(fù)醫(yī)療器械

與3D打印鈦合金定制化飛機(jī)零部件和超級(jí)轎跑個(gè)性化零部件一樣,，假肢、助聽器等康復(fù)醫(yī)療器械同樣具有小批量,、定制化的需求,，并且設(shè)計(jì)具備復(fù)雜性，傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床受到加工角度等因素的限制往往難以實(shí)現(xiàn),。此外,，利用3D打印技術(shù)制作單個(gè)定制化康復(fù)輔具的成本會(huì)顯著下降。

3D打印康復(fù)醫(yī)療器械的推廣需要專業(yè)的醫(yī)療器械服務(wù)商介入,，從數(shù)據(jù)采集,、設(shè)計(jì)、成型以及產(chǎn)品的認(rèn)證方面進(jìn)行專業(yè)的操作,。

史上最小3D打印定制鈦金屬助聽器問(wèn)世

Phonak與德國(guó)3D打印公司EnvironTEC合作開發(fā)出定制式鈦金屬助聽器VirtoB-Titanium,。這一定制模式的亮點(diǎn)在于外殼和主要部分均為3D打印，并且外殼不是由傳統(tǒng)的助聽器外殼丙烯酸構(gòu)成,，而是使用重量更輕,，強(qiáng)度更高的鈦金屬制成，為此,，外殼的厚度在同等安全程度的情況下減少了50%(0.2毫米),。通過(guò)3D打印技術(shù)，不但大大縮短了助聽器定制的時(shí)間(據(jù)了解,，該設(shè)備可在1小時(shí)內(nèi)制作65個(gè)助聽器殼或45個(gè)耳模),，還將更加精確地適配聽損者的耳道形態(tài)，這種技術(shù)幾乎不受傳統(tǒng)耳模制作人員的技術(shù)差距影響,。

5 3D打印在口腔科的應(yīng)用

牙齒修復(fù)和治療的成本是牙科診所,、實(shí)驗(yàn)室需要考慮重要因素，很多有先見(jiàn)之明的牙科診所,、實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)引入數(shù)字化口腔技術(shù),，以提升效率、降低成本,。近年來(lái),，以軟件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的牙科修復(fù)變得普及，很多牙科診所,、實(shí)驗(yàn)室或?qū)I(yè)義齒生產(chǎn)企業(yè)都引入了3D打印技術(shù),。結(jié)合了3D打印的數(shù)字化口腔技術(shù)為牙科行業(yè)帶來(lái)了精度高、成本低,、效率高,，以及符合規(guī)范化生產(chǎn)鏈相符的口腔數(shù)據(jù)。

許多牙科診所或?qū)嶒?yàn)室都有利用3D打印機(jī)來(lái)制造患者牙齒模型,。制作模型需要的三維數(shù)據(jù)可以通過(guò)直接掃描口腔來(lái)收集(掃描整個(gè)口腔大約需要2分鐘),，或者通過(guò)間接掃描傳統(tǒng)的物理模型的方式來(lái)收集,。牙科3D模型可以用作模具并使用傳統(tǒng)方法輔助生產(chǎn)牙冠、假牙等,。另一種作用與骨科,、腫瘤手術(shù)3D模型類似，即用來(lái)模擬,、規(guī)劃手術(shù)過(guò)程,，或與患者溝通手術(shù)過(guò)程。

直接3D打印義齒也已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn),。Envision TEC公司已經(jīng)有一種打印材料獲得了食品及藥物管理局(FDA)的認(rèn)證,，這些3D材料可以直接用來(lái)打印臨時(shí)牙冠。該臨時(shí)牙冠給患者佩戴的時(shí)間甚至可以長(zhǎng)達(dá)5年之久,。不少專業(yè)人士預(yù)計(jì),，到2020年以前，大多數(shù)牙醫(yī)都會(huì)逐漸開始使用3D打印的牙冠,，從而不需要牙科實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行高度專業(yè)的生產(chǎn),，同時(shí)也滿足了病人對(duì)于牙冠的不同需求。

此外,，通過(guò)3D打印技術(shù)生產(chǎn)的牙齒矯正器也走向應(yīng)用,。比起傳統(tǒng)的牙齒矯正器，3D打印透明矯正器不僅隱形,、美觀,，而且尺寸更適合患者在矯正期間每個(gè)階段的牙齒狀態(tài)。相比傳統(tǒng)方式下需要依靠牙醫(yī)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整,，這種矯正技術(shù)更具優(yōu)勢(shì),。在國(guó)外ClearCorrect公司已經(jīng)使用Stratasys公司的3D打印設(shè)備和材料生產(chǎn)透明矯正器。國(guó)內(nèi)也有時(shí)代天使這樣的隱形矯正器品牌,。

用3D打印技術(shù)制作金屬材料的牙冠固定橋等修復(fù)體也成為牙科行業(yè)應(yīng)用的技術(shù),。總之,，3D 打印將數(shù)字化口腔技術(shù)的效率帶到生產(chǎn)階段,。通過(guò)結(jié)合使用口腔掃描、CAD/CAM 設(shè)計(jì)和 3D 打印,，牙科實(shí)驗(yàn)室可以準(zhǔn)確,、快速的生產(chǎn)牙冠、齒橋,、牙科模型,、矯正器等一些列的牙科產(chǎn)品。

在牙科行業(yè)常用到的3D打印技術(shù)主要有：光敏樹脂選擇固化技術(shù)(SLA)、選擇性激光熔化技術(shù)(SLM),、噴墨打印技術(shù)(Polyjet),、金屬激光燒結(jié)技術(shù)(DMLS)，實(shí)質(zhì)上也是SLM技術(shù),。但每種技術(shù)適合加工的牙科產(chǎn)品不同,。SLA技術(shù)主要用于牙科手術(shù)導(dǎo)板、臨時(shí)牙冠和牙橋制造,，以及失蠟鑄造的樹脂模型。牙冠固定橋等修復(fù)體所采用的材料主要有牙科用金合金,、鈦合金,、鈷鉻合金和不銹鋼等，這類修復(fù)體對(duì)精度要求很高,，且修復(fù)體的形狀比較復(fù)雜,。SLM 技術(shù)因具有快速、可直接制造精密的,、個(gè)性化的復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu),，所以在口腔修復(fù)體制造中有很大優(yōu)勢(shì)。Polyjet技術(shù)在制作牙模,、手術(shù)導(dǎo)板,、貼面模型、牙齒矯正器,、遞送和定位托盤以及各類模型的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室和業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)方面有許多應(yīng)用案例,。DMLS技術(shù)工藝原理出自選擇性激光熔化(SLM)，Traini T等已采用此技術(shù)直接制造功能梯度鈦材料的多孔牙科植入體,。

不論是三維口腔掃描,、CAD設(shè)計(jì)軟件還是用3D打印牙模、牙冠,，這些數(shù)字化技術(shù)的意義在于,，使醫(yī)生逐漸不必再親自動(dòng)手制作模型、義齒等牙科產(chǎn)品,、承擔(dān)牙科技師的工作,，而是將更多精力回歸到口腔疾病的診斷及實(shí)施口腔手術(shù)本身。對(duì)于牙科技師而言,，雖然遠(yuǎn)在醫(yī)生診室之外,，但只要獲得患者的口腔數(shù)據(jù)，就可以根據(jù)醫(yī)生要求定制出精準(zhǔn)的牙科產(chǎn)品,。

6 生物3D打印

之前提到使用金屬,、塑料等非活體組織材料3D打印的定制化假肢、牙科、骨科植入物,、助聽器外殼等醫(yī)療器械都屬于“初級(jí)階梯”,。而打印血管、軟骨組織這類單一的活體組織屬于“中級(jí)階梯”,。3D打印的人工肝臟,、心臟等人工器官則屬于“頂級(jí)階梯”。

無(wú)論是人造血管,、軟骨組織,，還是肝臟組織、腎臟組織,，其核心是特定類型細(xì)胞的分離(或定向誘導(dǎo))及大規(guī)模擴(kuò)增,。而生物3D打印技術(shù)，在人工組織,、器官培養(yǎng)過(guò)程更多承擔(dān)了三維形狀的構(gòu)建,，即讓人體細(xì)胞按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的形狀來(lái)生長(zhǎng)。因此人造器官,、組織的發(fā)展更大程度上取決于生物技術(shù)的發(fā)展,。

日本京都大學(xué)研發(fā)出促進(jìn)神經(jīng)再生的生物3D打印導(dǎo)管

日本京都大學(xué)的研究人員使用 來(lái)自Cyfuse Biomedical的Regenova 3D生物打印機(jī)創(chuàng)建管狀導(dǎo)管，可以促進(jìn)受損的神經(jīng)細(xì)胞再生,。研究人員在六只老鼠身上使用8mm3D打印導(dǎo)管橋接神經(jīng)中的5mm間隙;對(duì)于其他六只,，使用當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的硅管。研究人員發(fā)現(xiàn),，3D生物打印導(dǎo)管有助于促進(jìn)老鼠的神經(jīng)再生,，速度比硅膠管更快，這進(jìn)一步表明生物3D打印導(dǎo)管有一天可以用于幫助患者的神經(jīng)損傷恢復(fù),。

3D打印血管植入動(dòng)物體內(nèi)

之前,，有報(bào)道稱俄羅斯生物科技集團(tuán)3D Bioprinting Solutions已成功將3D打印甲狀腺植入一只老鼠體內(nèi)。2016年底中國(guó)科學(xué)家已成功將3D打印血管植入恒河猴體內(nèi),，這標(biāo)志著在打印血管及其他器官用于人類移植方面邁出了重要的一步,。該可3D打印機(jī)打印出約2厘米長(zhǎng)的血管樣本，然后將這些血管植入30只恒河猴的胸腔中,。植入一個(gè)月后,，人工血管中的干細(xì)胞生長(zhǎng)成天然血管所需的多種細(xì)胞，隨著時(shí)間推移,，這些細(xì)胞與恒河猴的原生血管已變得“不可區(qū)分”,。

UCSD團(tuán)隊(duì)3D打印出僅5毫米大血管網(wǎng)絡(luò)并成功植入動(dòng)物體內(nèi)

利用自行研制的數(shù)字光處理(DLP)3D打印機(jī)，他們成功打印出了復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò),，而此網(wǎng)絡(luò)在被植入小鼠體內(nèi)后居然成功與后者的血管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了融合,，并且表現(xiàn)出了正常的功能。 與之前出現(xiàn)過(guò)的類似項(xiàng)目相比有如下幾個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：①基礎(chǔ)是真實(shí)的人類血管掃描數(shù)據(jù)，所以打印出的血管更復(fù)雜,，連毛細(xì)血管都包含,。相比之下，其它類似項(xiàng)目很多都只是打印出簡(jiǎn)單的一段;②采用的材料除了光敏聚合物還包括了水凝膠和內(nèi)皮細(xì)胞,，所以血管網(wǎng)絡(luò)的兼容性更好,。并且，光敏聚合物的成本還很低,。③打印速度非?？欤麄€(gè)過(guò)程只用了十幾秒(當(dāng)然也是因?yàn)檠芫W(wǎng)絡(luò)本身就很小,，尺寸僅為4毫米x5毫米x0.6毫米),，而如果換做擠出式3D打印技術(shù)，可能要數(shù)小時(shí),。在花費(fèi)1天時(shí)間培養(yǎng)了一些這樣的3D打印血管網(wǎng)絡(luò)后，團(tuán)隊(duì)將它們植入了小鼠的皮膚傷處,。兩周后,，他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，這些人工血管不但與小鼠自身的血管網(wǎng)絡(luò)成功融合,，而且沒(méi)有出現(xiàn)任何堵塞情況—小鼠的血液循環(huán)十分正常,。毫無(wú)疑問(wèn)，這就為對(duì)于人類的器官移植帶來(lái)了新的希望,。

加拿大生物公司Aspect聯(lián)手強(qiáng)生研發(fā)3D打印膝關(guān)節(jié)軟骨

加拿大生物技術(shù)公司Aspect Biosystems與強(qiáng)生DePuy Synthes Products達(dá)成一項(xiàng)新的研究合作,，用Aspect的“打印機(jī)上的實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Printer)”生物打印平臺(tái)來(lái)開發(fā)適用于手術(shù)治療的生物打印膝蓋半月板。

法國(guó)完成全球首例“3D打印模具輔助制作定制化支氣管”植入手術(shù)

該定制的支氣管是CHU醫(yī)院與圖盧茲的專業(yè)定制化3D打印植入物公司Anatomik Modeling聯(lián)合制作的,。首先對(duì)病人的支氣管進(jìn)行3D掃描,，然后基于所得數(shù)據(jù)3D打印出等比例模型，最后以此模型為模具進(jìn)行硅膠鑄造,。3D打印的模具精確再現(xiàn)了患者的原始支氣管形狀達(dá)到最佳效果,。

跨尺度血管結(jié)構(gòu)的生物3D打印

浙大賀永團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種血管3D打印工藝，該工藝能實(shí)現(xiàn)宏微跨尺度血管結(jié)構(gòu)的打印,，宏觀流道可用于各種機(jī)械力的加載,，微觀通道可用于營(yíng)養(yǎng)輸送以及化學(xué)物質(zhì)的加載。本血管打印模型可以集成在器官芯片上,，可應(yīng)用于藥物篩選,、細(xì)胞共培養(yǎng)、細(xì)胞力學(xué)等領(lǐng)域,。

這是一種全新的血管打印方法,。其特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)宏微跨尺度流道的同時(shí)成形。通過(guò)課題組自行研發(fā)的血管打印機(jī)，利用同軸噴頭制造出中空凝膠纖維,，裝載成纖維細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的凝膠纖維可控沉積在三維打印平臺(tái)中的旋轉(zhuǎn)模板上,，內(nèi)皮細(xì)胞種在中空凝膠纖維融合后形成的宏觀通道內(nèi)。課題組通過(guò)大量的工藝實(shí)驗(yàn),，系統(tǒng)解決了跨尺度血管結(jié)構(gòu)的成型問(wèn)題;通過(guò)流體流動(dòng)實(shí)驗(yàn)演示了多尺度流道的用處;并通過(guò)后續(xù)的三層細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)展示了在組織工程應(yīng)用中的可能性,。

7 3D打印與制藥

通過(guò)3D打印成形技術(shù)制備藥物緩釋裝置，與傳統(tǒng)壓片方法相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),。3D打印可以實(shí)現(xiàn)多種材料精確成形和局部微細(xì)控制,，得到具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裝置;釋藥特征與所設(shè)想的復(fù)雜釋藥行為一致。通過(guò)3D打印成形技術(shù),，將粉末材料粘結(jié)成形,，可以方便的實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)應(yīng)用中常需要的具有復(fù)雜型腔的多孔結(jié)構(gòu)，對(duì)于藥物釋放有著重要意義,。

通過(guò)調(diào)整打印液流速,、噴頭移動(dòng)速度、打印液液滴直徑,、粉末鋪層厚度,、噴涂次數(shù)、噴涂角度,、噴涂位置等工藝參數(shù),，可以改變藥劑中含量、輔料成分和組成,，從而改變藥物釋放速率和釋放量,，使得具體的生產(chǎn)過(guò)程靈活而簡(jiǎn)單，通過(guò)CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))為單個(gè)患者設(shè)計(jì)制造理想化的治療方式成為可能,。

3D打印協(xié)助科學(xué)家研習(xí)開發(fā)可探測(cè)病毒的醫(yī)用傳感器

3D打印原型探測(cè)器,，其中包含一個(gè)采用了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)不斷進(jìn)行自我調(diào)整的傳感器。一種新的,、更有效的微小物質(zhì)檢測(cè)方法由此誕生,，該方法可檢測(cè)癌癥生物標(biāo)志物、病毒,、蛋白質(zhì)等,。這可以改善嚴(yán)重感染和疾病的診斷和治療。讀取器包括四種不同顏色的LED,、一個(gè)相機(jī)和一個(gè)3D打印塑料外殼,。由于采用了3D打印技術(shù)，原型的造價(jià)很便宜,，但同時(shí)也很耐用,，可根據(jù)不同的情況進(jìn)行定制化設(shè)計(jì),。

UCLA推出新型生物墨水，可3D打印成藥物

加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)開發(fā)出了一種全新的生物墨水,，而這種墨水能夠通過(guò)噴射3D打印技術(shù)被制成藥物,。 UCLA此次開發(fā)的新型生物墨水主要成分是透明質(zhì)酸(一種天然生物分子，廣泛存在于皮膚,、結(jié)締組織,、神經(jīng)系統(tǒng)中)，至于其3D打印過(guò)程則大致如下： 1)與光引發(fā)劑混合,，從而在受到光線照射時(shí)固化; 2)與鹽酸羅匹尼羅(用于治療帕金森氏癥)混合,，組成藥物原材料—這里說(shuō)明一下，之所以會(huì)選鹽酸羅匹尼; 作為API主要是因?yàn)樗哂辛己玫挠H水性,，很容易溶解—這不但有利于人體吸收,，而且有利于測(cè)算藥物溶解速率。 3)將上述混合物通過(guò)壓電噴嘴沉積成型,。UCLA團(tuán)隊(duì)對(duì)其在模擬胃部酸性環(huán)境中的溶解速率進(jìn)行了測(cè)量,。結(jié)果顯示其溶解率在15分鐘內(nèi)就超過(guò)了60%，到30分鐘時(shí)更是超過(guò)了80%,。但是,，這種藥物也有不足之處，就是在1小時(shí)的溶解后,，會(huì)失去一小部分(約4%)。