3D打印技術在醫(yī)療行業(yè)的應用?
采用3D打印技術,世界上首次完成了完全使用定制植入物代替整個下顎的制作過程。與傳統(tǒng)制作方法相比,3D打印耗費的材料更少,生產時間更短,往往只需數(shù)小時便可以制出一只下頜骨。為了避免排斥反應的發(fā)生,科研人員在制作完成的下頜骨上涂上了生物陶瓷涂層。技術人員可根據移植患者的具體需求來設計骨骼部件的效果圖,然后利用高精度鐳射槍來熔解鈦粉,并將他們一層層地噴涂疊加起來,最終制作出立體人造骨骼部件成品。整個過程不需要任何膠水或粘結劑??蒲腥藛T們已經成功為一名83歲的老婦人植入了經3D打印制成的下頜骨。
2.打印外骨骼
3D打印現(xiàn)在已經進軍體外骨骼打印,旨在輔助殘疾人士與肌肉萎縮人士提升行動能力。經3D打印制作的輕量級體外骨骼可以輔助用戶站立及走動。
3.打印細胞
科學家已經使用人類細胞經3D打印制作出了世界上第一個人造肝臟。研究人員開發(fā)出了基于瓣膜的細胞打印過程,可以按特定的模式打印細胞。細胞打印過程中的關鍵在于打印機噴嘴,噴嘴用力必須輕柔,以保護細胞和組織的生命力。赫瑞瓦特大學開發(fā)了一種基于瓣膜的雙噴嘴打印機,能夠打印高度活細胞如用于組織再生的人體胚胎干細胞,其細胞打印系統(tǒng)方案圖,見圖2。
4.打印活體組織
研究人員日前創(chuàng)造出一種水滴網絡,能夠模仿生物組織中的一些細胞特性。利用一臺3D打印機,研究小組可將小水滴組裝成為一種類似膠狀物的物質,它能夠像肌肉一樣彎曲,并能夠像神經細胞束一樣傳輸電信號,可用于修復或緩解器官衰竭。這一技術應用在醫(yī)療領域有望能夠合成人造組織或器官模型。
5.打印血管
聯(lián)合3D打印技術和多光子聚合技術,人們已成功打印出人造血管。通過這一過程打印出來的 血管可以與人體組織相互“溝通”,不會發(fā)生器官排斥,且可以生長出類似于肌肉的組織。該研究成果將有望用于人體試驗和藥物測試。
6.打印器官
科研人員采用3D打印技術配合人體自身細胞,使用加入細胞混合物凝膠的可生物降解腳手架, 逐層構建出了腎臟。這項技術還幫助一個孩子成功移植了人工膀胱。此外,利用CT掃描等醫(yī)學影像技術,3D打印機還可以采用丙烯酸樹脂制作出半透明的器官模型,從而幫助外科醫(yī)生了解器官內部結構,實現(xiàn)腫瘤放療效果的可視化。美國科學家成功利用3D打印技術制作出了能夠精確復制疑難并發(fā)癥患者的心臟解剖結構的人體心臟模型,用于醫(yī)生術前研究患者心臟結構。
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