2015年1月29日星期四

醫用3D打印:人類另一個登月計劃


  在醫療界,3D 打印仿佛成為了一種流行,學校、實驗室3D列印、初創紛紛親睞這項技術。3D 打印之所以在醫療界大放異彩,是因為它能因人制宜、就地制作、不限數量、節約成本,正好能滿足個體化、精准化醫療的需求。

  康奈爾大學機械工程與計算機科學技術教授胡迪·利普森提出了一RP個 “3D打印生命階梯”概念,這也恰好符合了目前3D打印技術在醫療領域的應用。階梯底層是 “無生命的假肢”,即無需留在體內的醫療器械,包括醫療模型、診療器械、康復輔具、假肢等;中層是"簡單的活性組織如骨骼與軟骨",即個性化永久植入物, 使用鈦合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料通過3D打印骨骼、軟骨、關節、牙齒等產品,通過手術植入人體;再往上是靜脈和皮膚;靠近階梯頂層的是復雜且關 鍵的器官,如心髒、肝髒和大腦,這也是目前科學家正在攻克的主要領域--3D生物打印,即使用含細胞和生長因子的"生物墨水",結合其他材料層層打印出產 品,經體外和體內培育,形成有生理功能的組織結構。一旦這項技術成功,有望解決全球面臨的移植組織或器官不足的難題,並能消除器官排斥和免疫抑制帶來的問 題;最後,生命階梯的頂層將是完整的生命單位---也許有一天將會是具備完整功能的人打樣造生命形式。

  然樣品而,理性來看,醫療領域的3D 打印—這項被哈佛材料學家珍妮佛·劉易斯稱之為人類另一個登月項目的世紀性突破仍然有很多瓶頸待解決。

  以3D打印器官為例,成功的再造器官至少由數十億、不同類型的活細胞構逆向工程成,如何在實驗室條件維持細胞的結構形態,如何為器官提供營養。。。這些都是實驗室的研究人員需要攻克的難題。另一方面,3D打印目前在醫療界成功的應用案例僅為個例,距離大規模產業化應用還需要探索,且3D打印成本高昂,對於推廣其應用也帶來了一定的阻力。

   與歐美國家相比,我國的3D打印技術還處於起步階段。一方面由於目前國內技術相對較落後,核心技術掌握在歐美發達國家手中;另一方面,盡管中國是鈦生產 大國,但是目前專門生產適用於3D打印鈦粉的企業極少,企業生產積極性也不高,我國醫療行業使用的3D打印機和金屬打印材料多數依賴進口。


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