3D列印在醫療保健領域的新應用
近年來,隨著3D列印技術的迅猛發展,其在醫療保健上的應用也寬廣無垠。之前,3D列印在醫療保健領域的應用主要是建構模型,如今這一技術已經迅速在生命科學領域拓展蔓延,其應用包括個性化手術植入假體、搭骨架(Scaffolding)和組織再生等。 根據英國市場研究公司Visiongain的一份研究報告,醫療保健領域3D列印市場總額在2018年將會達到40億美元。將3D列印技術應用於生物醫學領域最為著名的公司或許是Organovo,這是一家位於美國聖迭戈的上市公司,其將細胞用作"生物墨汁",通過3D列印程序製成活性人體組織片。
以下介紹幾種研究人員和初創公司正以極大的興趣和精力進行鑽研探索的醫療保健3D列印應用模式。
1.神經細胞再生 密歇根理工大學一個研究團隊正在利用3D列印進行神經再生。通過搭建一個母體,培育出具有全部功能的神經細胞,這一設想旨在將這些難以再生的細胞重新植入人體內。密歇根理工大學納米醫學與納米電子學實驗室主管圖洛-蘇庫法參與了該項目,他說這一技術將有助於脊髓損傷病人受傷的神經組織再生。研究人員利用一台桌面印表機大小的3D印表機,以細胞膜質納米晶體為生物墨水,再添加石墨烯以使其能傳遞電脈衝,列印出生物骨架。 2.降低裝假肢費用 3D列印初創公司Project io致力於通過對病人的殘肢進行掃描,並創造出量身定製的款型,從而改進假肢的裝配過程。通過推出可安裝在iPad和其他類似設備的假肢研發APP,該初創公司表示其"面向大眾市場對3D技術進行民主化"網上社區e-NABLE也正在開展類似的工作,在這個虛擬社區里許多人聯手利用3D印表機來為那些急需的人製造義肢。 3.用於藥物輸送的微機器人 瑞士研究人員正在研發在人體內傳送藥物的微型機器人。經過蘇黎世聯邦理工學院機器人學和智能系統教授布拉德利-尼爾森,以及微系統和納米系統教授克里斯托弗的研發努力,這些微型機器人可以用來改進提升微創手術、靶向用藥、遠程感應和單細胞操控的效果和水平。這些微型機器人被設計成像鞭毛般工作,這樣它們就可以被數字化操縱,將藥物送達全身指定部位。 4.制定外科手術計劃 3D列印在醫療保健領域最簡單的應用之一是幫助制定手術計劃或輔助手術教學,可以掃描列印出人體內部器官3D模型,讓醫務人員反覆練手。 北京某醫院將這一技術應用於心血管介入手術。同比利時3D列印服務商Materialise合作,製造出心臟模型,進行精細手術訓練,從而改進提升手術的成功率和效果。Materialise主席彼得-雷斯在一份聲明中表示,"這一點在對那些有先天性心臟缺陷的嬰幼兒進行手術時更為明顯,因為他們非常幼小脆弱,手術變得更為複雜、更為精細。"
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