3D打印技术在医疗保健领域实现新的突破

国际金属加工网 2018年08月17日

3D打印技术医疗保健领域的潜力正激励着一些生物医学工程领域最优秀的人才将他们对这项技术的研究提升到一个新的水平。

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最近,美国国务院允许一个名为 Defense Distributed的组织在网上发布预订3D打印的枪枝,随后在美国激起了轩然大波——一场关于枪支管制的激烈争吵。这种枪枝是机场安全扫描仪无法检测到的。

与此同时,Facebook发布了一项声明,大意是分享关于如何使用3D打印机打印枪枝,这种行为被认为违反基本社会道德。

另一方面,3D打印技术已经被用于医疗保健,以便在常规医疗设备可能无法满足某些患者的个人需求的情况下,制造血管支架、牙科植入物和假肢。

根据市场分析公司IDC2018年7月的预测,医疗保健将是第二大行业(仅次于制造业)使用3D打印,今年总支出近13亿美元。

IDC分析师玛丽安·达奎拉(Marianne D‘Aquila)表示:“到2021年,医疗保健行业的支出份额也将增加一倍,因为成本效益高、定制印刷的好处将继续得到实现。”

今天,利用这种技术复制人体组织甚至整个器官的可能性正在成为现实。那么,在医疗保健领域,关于3D打印的蓝天计划在哪里有哪些?以下是目前正在进行的几个研究项目:

脊柱损伤

在明尼苏达大学工程师和医学研究人员发明了一种3D打印设备,可以帮助长期脊髓损伤的患者恢复一些功能。

这个由硅制成的“支架”是特殊细胞的平台,利用3D打印技术制成。通过手术植入患者脊髓的受伤区域,连接活的神经细胞在它上面和下面,起到一种桥梁的作用。希望这既能减轻病人的疼痛,又能帮助恢复肌肉、肠道和膀胱的控制。

关节损伤

在澳大利亚昆士兰州中央大学,研究员Padraig Strappe博士发现鳄鱼加工行业有着惊人的用途,鳄鱼皮已经成为意大利时装公司原料之一,鳄鱼肉成为澳大利亚百姓餐桌上的一道美食,鳄鱼骨头可以加工成狗食。

他相信,这些动物的软骨可以被用来帮助从人类的脂肪组织或骨髓中提取成体干细胞变成软骨。一旦鳄鱼软骨被添加到这些细胞中,3D打印机就可以用于生物打印软骨外植体,这些外植体可能被注射到受损的人体关节中,以促进其愈合。

Strappe博士说:“我们希望能促进软骨修复,以治疗关节损伤或关节炎,这是一个很大的挑战-而且对老年人群体来说意义更大。”

心脏外科

在加利福尼亚斯坦福大学,研究人员正在使用3D打印工具来设计心脏定位导管——一种外科医生用来研究心脏电活动和识别干扰的设备。

根据研究小组成员kevin cyr的说法,心脏病人会接受一次扫描,记录下他们心脏的精确图像文件,然后输入3D打印机,以创建一种符合“特定病人的自然几何和解剖”的心脏映射导管。

一旦植入,导管将数据传输到计算机以产生电活动模式的记录。这会产生一个热图,医生可以用它来识别心脏需要治疗的区域。

骨骼再生

在纽约大学,研究人员使用3D打印机制造化学涂层陶瓷植入物,引导缺失骨的再生。

这些稳定溶解的植入物已经被用于动物实验,科学家声称他们的新型陶瓷比其他实验植入物更接近真实的骨骼形状和成分。

生物医学工程师保罗·科埃略(Paulo Coelho)说:“我们的最新研究结果使我们更接近于临床试验和潜在的骨植入,这些实验的对象是出生后患有颅骨畸形的儿童,以及寻求修复受损肢体的退伍军人。”

肺病

在密歇根州Va AnnArbor保健系统,作为退伍军人事务部的一部分,科学家们正致力于制造一种3D打印的人造肺,以帮助那些患有慢性阻塞性肺病(COPD)的退伍军人。这是影响退伍军人的最普遍和最花钱的疾病之一。

据生物医学工程师JosephPotkay博士说,这是第一次使用高分辨率的三维聚合物打印来制造人造肺,完整的三维血流网络与活体组织兼容性,能够提供短期和长期的呼吸支持。

波蒂博士说:3D打印在设计上的灵活性给了我们更多的自由,从而使我们更容易建造尺寸较小的人工肺,以及与人体自然压力相适应的压强。

(环球智能家居)

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