【深度】3D打印在醫(yī)療行業(yè)應用最廣的是什么糖耸?
還記得《十二生肖》嗎?成龍大爺戴著手套摸了一把鼠首丘薛,就完成了對其數(shù)據(jù)的掃描嘉竟。然后通過計算機建模,分分鐘就完成了一個復制品洋侨。
如果說在電影上映的2012年舍扰,這項3D打印的情節(jié)對現(xiàn)實來說還有相當?shù)目苹贸煞值脑挘堑搅私裉煜<幔缫巡辉偈鞘裁葱迈r事了边苹。簡單的3D打印早已成為了孩子們的玩具。
而在產業(yè)層面裁僧,3D打印的應用范圍則更廣短琴,汽車、軍艦甚至是房子都可以打印出來智榆。再比如我們上次介紹過的膏般,用3D打印肉制品儿趋。
作為最能緊跟前沿技術的行業(yè),醫(yī)療自然也不會放過這個風口娜珍。到今天嘀矢,醫(yī)療行業(yè)已經初步形成了從醫(yī)療器械、器官到手術等全方位的3D系列產品和應用堵套。
那么其應用現(xiàn)狀面貌究竟如何,又有哪些問題尚待解決矩汪?
炒得這么火端皮,3D打印都能干啥?
如果要問3D打印在醫(yī)療行業(yè)應用最廣的是什么拒凝,那自然要數(shù)肢體和器官打印腰凫。
在人的身體上,可替換度最高的自然當屬肢體牢裳、牙齒等逢防。這些部位的主要功用輔助人的行動和生活,功能單一蒲讯,所以結構也相對簡單忘朝。并且,四肢的殘缺理論上來說幾乎不會對人的壽命造成明顯的影響判帮。因此局嘁,義肢、假牙很普遍晦墙,而
3D打印技術一旦出現(xiàn)悦昵,其自然也被迅速應用到這個領域中來。
目前在生活中晌畅,3D打印義肢技術已經非常成熟但指,并得到了廣泛應用。英格蘭一位女童裝上了3D手掌抗楔,一位農民工則裝上了一塊頭蓋骨棋凳,甚至澳大利亞公司CSIRO可以為病人量身定做鈦制的胸骨和肋骨,從而為其打造一個3D胸腔谓谦。
而最近的一項研究也讓我們看到了AI和3D打印結合的可能性蛹拜。加州大學伯克利分校和舒利韋爾牙科實驗室的一組研究人員建立了一個通用對抗網絡(GAN),自動生成新的牙冠設計贺坝。它根據(jù)缺失牙齒的掃描來預測新牙冠的形狀慰颊。首先,掃描下頜缺失牙齒的一側以產生2D圖像俘噩。接下來辱折,也掃描鉗口的相對側郎石。GAN了解缺失牙齒所在間隙的距離,并在3D中使用新的牙冠設計填充該間隙财调。
由此可以預料的是认吕,利用GAN建模的精準性,未來的3D打印也將會更加符合人的生理特征和功能指向兔触。比如可以更好地解決接受腔的問題沼昵,從而令假肢的安裝更加舒適。
如果說打印肢體审炬、牙齒等是easy級的話极金,那么,3D打印器官可能就是hard級潮峦。而相關的研究也正在有條不紊地展開囱皿。
3D打印器官之所以存在困難,是因為其內部有大量的血管忱嘹,并且各個器官的組織構成也不一樣嘱腥。比如大腦主要由大量的神經組織構成,要實現(xiàn)對神經組織的打印和培養(yǎng)目前還是存在較大的技術困難的拘悦。
不過可喜的是齿兔,目前已經有3D肝臟被打印出來,并且成功存活窄做。美國生物科技公司Organovo就曾經利用細胞3D打印技術愧驱,在細胞培養(yǎng)基座中打印出肝臟所需的細胞組織。經過在器皿中的培養(yǎng)椭盏,就可以生長為正常形狀的肝臟并移植到人體组砚。只不過,這個肝臟的細胞在經過打印后會失去活性掏颊,變成死細胞糟红。
除了肝臟之外,腎臟锌褒、胰臟等器官也在研究當中匣夭。研究者們普遍認為,要實現(xiàn)真正功能健全勇湃、可移植的3D打印器官坝总,至少還需要10年的時間。對于人體器官移植發(fā)展來講迅忙,10年的時間不算長兆距,但也不短。一旦這項技術變?yōu)楝F(xiàn)實姆巨,其帶來的改變將是革命性的:亟待手術的人們將不必因為等不到活體器官而絕望地死去乏尿,器官也將成為可以批量生產的商品姐蝠。對解決活體器官短缺、延長人類壽命迂擅,甚至是產生新的器官供應產業(yè)鏈幕柬,都將帶來積極的影響。
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