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人造心脏、连体婴儿分离,3D打印未来会是医疗领域的救星吗?

来源: 驱动中国 文:吕永康 2017-09-11 14:56 访问量: 编辑:吕永康
凡是谈及人体的病症名称,往往会令人闻之色变, 面对世界级的疾病难题,恐怕连顶尖的医学专家也束手难测。随着一系列关于人造心脏、人造骨骼、人造血管、甚至连体婴儿分离,3D打印打印技术在医疗行业再次火热起来。在让人看到希望之余,我们不禁叹到,医疗3D打印到底有多神奇?3D打印器官是否能支撑我们走完生命路程呢?    据知名研究机构MarketandMarkets 发布的报告显示,在各国政府对3D打印的投资,各项定制产品研发、整体制造成本降低的背景下, 全球3D打印市场预计到2023年将达到3278亿美元,从2017年至2023年之间的年复合增长率将达到25.76%。3D打印技术在全球市场发展火热,必然不可忽略的会延伸到医疗领域。 3D打印轰动医疗行业的案例 我们现在就来看一下,近两年来3D打印技术在医疗领域的两件成功案例。据报道,在2017年7月14日,苏黎世瑞士联邦理工学院的科学家已经利用3D打印技术成功制作出了硅胶人造心脏,这个人造心脏重量是390克拥有左右心室,通过空气压缩腔室来模拟肌肉收缩进行泵液,自诞生来持续跳动了3000次,“存活”了45分钟时间。据研发人员称,这个模型不是为了立即作为替代心脏植入,而是为人造心脏研究提供新的方向。 9269e654a996e032e64e998b3d3dcb01 在2016年5月,美国德州德里斯科尔儿童医院的医学专家就借助于3D打印模型以及3D Systems三维可视化技术,对一对连体女婴进行了成功分离手术。据悉,美国一对父母省下了三胞胎,其中一名婴儿正常出生,另外两名女婴出现臀部连体,双胞胎共享结肠和两侧子宫。在这例手术中,利用3D打印技术创建了手术前的3D数据打印模型用于手术的规划和准确实施。 1616102B0-0 随着越来越多3D打印在医疗行业的成功案例的实施,医疗3D打印技术在全球市场呈稳步增长趋势。特别是在医疗3D打印最常应用的医疗器械设备市场增速迅猛,并且有由3D打印无生命的医疗器械向具有生物活性的人造组织、器官方向发展的趋势。据伦敦调研公司FutureMarket Insights报告显示,全球3D医疗设备市场的快速增长趋势,似乎已经成为定数。 全球范围内的医疗机构都在极快速的应用3D打印技术,并开始使用3D打印医疗器械设备用于临床病例的治疗。这样做不仅大大简化了手术流程,也提高了医疗水平。作为采用这项技术的医院来说,也降低了工作负担和医疗成本。 医疗3D打印应用场景 目前,3D打印技术在医疗行业主要应用在以下这些方面,涵盖了辅助医疗设备、器械,以及拥有替代人体器官的人造组织器官。当然这些医疗辅助器械设备是在精准化、个性化医疗需求快速增长的市场需求下诞生的。 3D打印医疗模型和手术导板—3D打印医疗模型主要是供医生在手术前直观的对手术部位的三围结构做出精准提前预判,有利于医生规划最佳手术方案;手术导板是医生用于辅助手术进行的工具,利用3D打印技术可以制造异性或个性化的导板。 3D打印康复器械—医疗机构可以利用3D打印技术制造助听器、仿生假肢、矫正鞋垫等大量康复器械,这样相较于普通手工制作的医疗器械拥有更高的精准度、高效度。,目前已经可以实现3D打印助听器外壳以数字化制造技术进行批量生产。 2058efcc5b029eecc12aa7c765bb0a0f 3D打印药品—通过3D打印技术制造的药品,不仅可以实现药物火星成份的个性化定制,还可以实现药物形状的个性化定制,特别是儿童药品领域。3D打印技术能使药物拥有特殊微观结构,通过改善药物的释放行为来提高疗效降低副作用。 3D打印植入物—3D打印技术还可以用于外力撞击、骨肿瘤因素等造成的骨骼缺损、颌面损伤、颅骨修复等等。3D打印可以在人体组织损伤修复方面实现“量体裁衣”,并能够通过打印出与植入物一体的仿生骨小梁微孔结构来促进与人体骨骼之间的生长。 timg 3D打印仿生人体组织、器官—现阶段3D打印的人体组织、器官已经能够进行药物筛选测试、疾病领域的研究。从而可以解决普通药物筛选技术临床转化率低的问题。未来逐步向具备完整功能结构的可代替器官组织发展。 通过以上医疗行业的应用,我们看到了3D打印技术在医疗领域解决或改善了以前传统医疗技术在各种医疗场景中所遇到的问题。与此同时,全球医疗3D打印市场进入了快速发展 期,在国外的行业评估报告里,提到3D打印医疗设备市场将以每年5%的增长率,持续稳定增长保持到2026年。 医疗3D打印面临挑战 1496215764067097172 不过,3D打印技术在医疗领域的发展还面临许多挑战,3D打印医疗器械、组织、器官,目前还只是在临床治疗中起到一种辅助作用。离未来发展到医疗领域“救星”角色的顶级医疗技术还有很长的路要走。例如科学家一直设想的3D打印活体器官,这个 设想还要面临这些挑战: 1. 这个设想需要在打印过程中解决细胞能否存活、发育,是否会出现变异、肿瘤化的问题; 2. 3D生物打印机必须要满足活体器官对精准度、准确性的极高要求。 3. 这些打印的人体替换组织、器官是由多材料、多细胞组成的非均质体系,这样对3D打印制造有极高的要求。 另外,作为国内市场而言医疗3D打印还存在着认知程度低、缺乏核心技术、用户基础薄弱、产业规模有限、市场化程度低、引入技术设备成本高。法律法规方面还不完善,3D打印行业标准不一、设备供应商、软件供应商缺乏沟通,等一些列制约医疗3D打印行业的发展影响因素。
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