一个假肢 一个仅2毫米的软骨关节
甚至一颗心脏
在机械臂的转动下
都能栩栩如生地显现在千亿平台官方网站眼前
这,就是充满神奇色彩的
“黑科技”——3D打印技术
“将想象写入现实,用科技改变世界”。相信3D打印这个词,大家并不陌生,随着科技的发展,3D打印技术应用在了与大家息息相关的各行各业,当然,除了工业生产外,在医疗行业它也有许多成功的突破,尤其在个性化医疗领域。5月19日晚,中国工程院院士、上海交通大学医学院附属第九人民医院终身教授 戴尅戎 做客“千亿国际医疗+名医讲堂”,通过丰富及生动的案例,为大众揭开能与蒸汽机、互联网相提并论的创新发明——3D打印的神秘面纱。
什么是3D打印?
3D打印又叫积累制造技术,是一种利用计算机的数字模型为基础,使用粉末状金属、塑料或其他可粘合材料,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。传统的打印是将油墨打印在纸上,只有二维,3D打印就是一层层地将粘合材料累积上去,打印机根据计算机制定的参数,将材料堆积成立体的产品。相比传统的机械制造,3D打印不仅简便高效,而且更能满足个性化的需求。
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3D打印“私人定制”让手术治疗更精准戴尅戎教授在直播中介绍,近年来,3D打印技术在医疗领域得到广泛的探索和临床实践,特别是将3D打印技术用于膝关节骨缺损治疗、颈椎腰椎疾病及肿瘤摘除后修复等医疗领域,帮助许多患者重返健康、阳光生活。
曾有一位上颌骨肿瘤的患者,做手术将肿瘤挖掉,但挖掉后面临另外一个问题就是毁容,因为有一边脸颊对凹陷下去。那怎么垫到跟另一边一样呢?通过3D打印,根据CT影像,将另一边脸颊进行复制,做出一个对称的金属垫片。于是,肿瘤挖掉以后,把金属片垫进去,再通过完美地缝合技术,最终,患者的面容没有受到影响。
02
3D打印为医生扫除手术盲区3D打印医用增材制造可以在临床中广泛应用。对于骨科手术来说,无论是在术前、术中还是术后,3D打印应用是一大突破点。
D打印模型主要应用于术前,能够在基于MR数据基础上实现3D打印个性化手术模型,快速重构出3D模型,高精度打印1:1仿真骨模型。
对于医生来说,可以更好地和患者沟通病情,进行术前模拟和演练。以髋关节置换手术为例,医生可以直接在模型上开展真臼寻找、髋臼旋转中心定位、髋臼测量与磨锉、股骨颈截骨、股骨峡部髓腔测量和股骨截骨等关键操作。
戴尅戎教授还介绍,3D打印手术导板应用在髋关节置换手术中,还可以帮助医生在手术中可以快速确定髋臼的定位、磨锉的大小、深度、角度以及髋臼螺钉入钉位置、角度、长度等,实现精确手术方案、减少手术损伤、缩短手术时间、提高复杂人工髋关节置换术的成功率、降低高难度人工髋关节置换术的失败率。“如果没有3D打印,严格意义上来说许多复杂手术将寸步难行。”戴尅戎教授坦言。
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3D打印2.0时代将向活性组织的进阶
“3D打印” 最初是通过粘合剂材料作为 “墨水” 逐层堆积获得三维物体,近年来随着技术的发展和 “墨水” 种类的丰富,目前,利用细胞、生长因子等生物活性材料作为 “墨水” 在水凝胶中打印的 “3D 生物打印” 在研发药物、制造器官中开始崭露头角,已有实验成功运用 3D 生物打印软骨组织修复膝关节软骨缺陷。
2019年4月,有国外团队利用由患者组织处理获得的心肌细胞和内皮细胞,在加入细胞质基质的水凝胶中制造出了樱桃大小的全球首例3D打印出完整结构的心脏。虽然,该心脏不具备生理功能,但也是生物打印阶段的巨大突破。
戴尅戎教授认为,通过打印“活“的细胞,逐步形成一块皮肤、一段气管或者一个脏器。生物打印是再生医学发展中解决组织、脏器来源最为可能的途径。因此,3D打印未来再个性化医疗及活性组织器官等领域,拥有很大的发展空间。
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