3D打印如何永久性改变医疗行业未来

国际金属加工网 2016年04月06日

【编者按】3D打印问世已有多年,首先运用于制造业。这种打印技术可以通过组合不同材料来产出几乎任何物件。在过去的15年中,3D打印已经扩展到了医疗领域,贡献了定制假肢和移植牙齿等具有开创性的医疗产品。而现在,3D打印已经可以用于私人医疗了。


3D打印问世已有多年,首先运用于制造业。这种打印技术可以通过组合不同材料来产出几乎任何物件。在过去的15年中,3D打印已经扩展到了医疗领域,贡献了定制假肢和移植牙齿等具有开创性的医疗产品。而现在,3D打印已经可以用于私人医疗了。

除了打印塑料、金属物件,3D打印还能打印出药片和人类器官,让医疗公司开发更加安全、更加便宜的药物。

即将来临的医疗改革

与其他领域相比,3D打印技术在医疗领域的应用并不多。专家统计医疗只占3D打印行业7亿美元投资的1.6%。然而,在接下来的十年中,这个数字将会增长到21%。

最近的调查更是显示医疗卫生领域将迎来一个重大变革。据市场调查公司MarketsandMarkets.com预测:到2020年,3D打印在医疗方面可创造21.3亿美元生产值。诸如3D打印移植牙齿这样的医疗物件已经取得了巨大成功,同时随着3D打印技术的飞速发展,该行业每天打印的定制矫正支架已超过50000件。

3D打印现在已然可以永久性改变医疗行业,以下四个例子可以说明。

1、私人定制药片

3D打印技术现已可以应用于私人定制药片之上。从最简单的形式来说,相关专家的初衷是运用3D打印技术来生产口服药片。医学作家C.LeeVentola曾在书中写道:“3D打印对于那些需要服用多种药片的病人来说是一个福音。”

医生和药剂师可以利用病人的个人信息(比如年龄、种族、性别等)来为他们配制专属药物,而不是基于某种药物配制标准。3D打印技术还可以让药片以复杂的形式重重堆叠,这样一来,一颗小小的药片就可以治疗多种疾病。这对病人来说,确实是福音无疑。

2、独一无二的剂型配制

在药物生产过程中,3D喷墨打印技术还可以创造无限量的剂型。专家表示:这种技术将会挑战传统药物制作技术。该技术现已在很多药物上试用,并会在将来发光发热。

3、更加方便的药物释放研究

药物释放,即药物在被病人服用之后的分解过程。设计和打印药片首先更人们更加容易理解药物被释放的过程。3D打印技术可以打印出个性化的药片,并通过打印出能连接层层重叠的矩阵粉床的粘合剂来帮助药物分解。这就在不同的活性药物成分之前建立了一个屏障,让研究人员能更好地研究不同药物成分的区别。药物制造商现在已经开始理解3D打印为药片生产带来的新机会,因此越来越多的研究者开始致力于此领域。

4、生物器官的打印

3D打印心脏虽然现在不会立马实现,但是专家预测不超过20年,我们将会迎来第一颗功能完整的3D打印心脏。现在现在,3D打印人体器官因为血管网络复杂的结构面临着种种挑战。维克森林再生医疗研究所主管Tony Atala表示:不同器官的复杂程度不一样。因为一些组织(如想人体皮肤一样的扁平组织)打印起来较为容易,但是一些较为困难,而最为困难的则是心脏、肺和肾器官。

生物打印初创公司BioBots希望制造小型低价的台式3D打印机来打印生物细胞,以取代大型复杂的设备。共同创始人Danny Cabrera表示该公司的3D打印设备可以用于建造3D生物组织模型,同时可以用于临床治疗和医疗器械销售渠道开发。

但3D打印的前途虽然光明无限,但道路也甚为曲折。3D打印技术要在医疗领域真正惠及普罗大众,还面临着一些困难。一方面,巨大的投资成本让很多想涉足3D打印领域的公司有所犹豫;另一方面,据Ventola报道:很多媒体的报道简化了3D打印的过程,低估了需要投入的金钱和时间。公众对3D打印的期望很高,但是成本也很大。

同时在安全方面也面临一些挑战。因为此项技术非常之新,3D打印的监管还不成熟。Ventola写到:”所谓的‘Garagebiology(车库生物学)’技术可以领导生命科学领域的创新。而此技术在技术上合法,但通常是秘密操作,以躲避执法部门的干预。

科学家已经开始理解3D打印为医疗领域带来的种种机会,虽然前路尚漫漫,但是Ventola认为这只是时间问题。她写到:“虽然3D打印永远改变医疗领域的道路是曲折的,但是前途无限光明。


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