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3D打印技术已应用于某些医疗领域

文章来源:人民网发布日期:2013-05-15浏览次数:28321

   有的技术已经成熟应用,有的还在试验或者研发阶段。相信不久的将来,随着技术的发展,3D打印技术将给医疗领域带来更多惊喜。今天电气自动化技术网为大家整理近期3D打印技术在医疗领域的应用。

   1、3D打印技术助阵器官移植

   外科医生正在把工业3D打印机作为手术台上的救星。3D打印技术长期被用于制造珠宝、电子产品和汽车部件的模型,但如今这些工业打印机已经能够制造人体肝脏和肾脏的模型。

   通过3D打印机制造出人体部位可能仍需要许多年,但是先进的3D打印机目前已开始被医院所采用。全球大的两家工业3D打印机制造商,美国的Stratasys和3D Systems公司,目前已提供能够复制人体器官的设备。使用CT扫描等医学图像,这些打印机能够做出由各种丙烯酸树脂制造成的半透明模型,从而让医务工作者了解肝脏和肾脏的内部结构,如血管方向或是肿瘤的准确位置。

   在制造中部分的使用聚乙烯醇,能够让器官复制品的外观更为逼真,同时还像器官一样湿润,并带有纹理。这也让医务工作者使用手术刀切割器官复制品时更加逼真。通常情况下,依据器官的大小,制造其复制品需要数个小时至半天时间。不过整个过程,包括把原始医疗图像转换为可打印的3D数据,则需要几天时间。

   2、3D打印仿生耳

   据英国《每日邮报》报道,普林斯顿大学科学家已经成功制造出能够接收无线电波的仿生耳。

   这种仿生耳将活体细胞和电路结合在一起,在活体细胞组织中内置了电子助听器,并通过先进的3D打印技术打印出来。在接收到无线电波后,仿生耳产生的电子信号可以被人的神经末梢接收到。

   普林斯顿大学工程学家迈克尔说:“一般来说,将电子材料与生物材料接合在一起面临力学和热学的双重挑战。此前,研究人员已经提出了一些接合方式,它们通常是将二维电子薄板和表皮组织接合。不过,我们提出了新的方法——建立一种基于电子协同和3D交织格式的生物学。”

  麦卡尔平教授表示,尽管这种仿生耳还需要进一步的改进和测试,但原则上它可以用来帮助人类恢复或拓展听觉。

   目前,这种仿生耳只能接收无线电波,但麦卡尔平教授表示,研究小组计划加入其他材料(如对压力敏感的电子传感器),未来的仿生耳将能够听到真正的声音。

   “设计和制造能够增强人的能力的仿生器官和设备(控制论)已经引起科学家越多越大的兴趣。”麦卡尔平教授说,“未来也许会出现定制人体的替换器官,甚至出现拥有超能力的各种仿生器官。”

   3、3D打印骨骼
  在美国纽约举行的 "Inside 3D printing" 展会上展出众多3D打印产品。其中一个会议室展出了许多3D打印医疗器械,以及用于3D打印的骨骼、关节模型及机关材料。这些看似稀奇古怪的东西,是目前3D打印技术在医学领域中成功的几个应用案例之一。

   4、3D打印干细胞

   英国科学家成功使用一种装载控制阀的细胞打印机(valve-ba[x]sed cell printer),其中填充生物墨水(bio-ink)以制造可存活的干细胞。干细胞可转变成人类体内各种不同类型的细胞如血液、皮肤细胞等等,它们在生物学家眼中十分宝贵,由于其具多功能性,它们可以发展成任何人体所需的细胞如肌肉组织或内脏器官。但取得干细胞的途径充满着争议性,某一来源为妇女堕胎后的婴儿胚胎,从人类活体当中直接取得也十分困难。

   这项新发明将可以大量生产人类干细胞,包括由有机成份组成的人类肾脏胚胎。

   细胞打印机的容量以奈米公升来计算,打印机的喷嘴甚至只有0.002 英寸(约0.005 公分),打印之后,70% 到90% 的细胞可以存活72 小时。三天后科学家测试其多功能性,发现细胞们仍然继续成长;重要的是,之后科学家可以在试管或培养皿内进行器官再制,你的身体也许不必再被切得乱七八糟以获得体内治疗。