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光固化3D打印进军医疗领域

 近年来,3D打印正在进军医疗领域。或许未来某一天,人类就可以使用3D打印出来的人体器官,解决全球移植器官不足的难题。

日前,市场研究机构TransparencyMarketResearch在其最新的研究报告中,分析了全球3D打印医疗垂直应用市场,预测从2013年至2019年该市场的年复合增长率将达15.4%,而全球3D打印医疗市场的总销售额也将从2012年的3.545亿美元增至9.655亿美元。由此可见,3D打印在医疗领域市场潜力巨大,未来发展不可估量。就目前而言,医疗3D打印已经取得了不小突破。

3D打印出来的仿生骨骼术前诊断模型

电骨骼也可以3D“打印”,湖南铁道职业技术学院的5名大二学生在老师的带领下就创建了“3D打印仿生骨骼术前诊断模型”,该模型日前刚刚荣获株洲市“动力谷杯”大中专学生创业大赛的“二等奖”,成功入驻株洲新动力众创空间,享受其孵化支持服务及创业导师指导,有机会获得各类投资机构的资金支持。另外其团队也已注册成立了株洲激扬科技有限责任公司,专门从事3D打印仿生骨骼术前诊断模型。与传统医疗技术相比,3D打印“骨骼”优势明显,“量”骨订案不仅缩短了医疗方案的时长,减轻了患者痛苦,另外也降低了医疗成本和手术风险。最重要的是“手术方案更直观更精准,甚至能进行手术预演。

牙科3D打印材料

3D打印在牙科领域的运用已有时日,但到目前为止,这项技术的主要功能还仅限于制作模型和临时贴面,在正式修补和制作牙科植入物时,医生们往往还是会选择传统技术。现在,这种情况即将因为荷兰开发出的三种材料而改变。近日,荷兰的牙科修复和植入物制造商VertexDental(VD)开发出了全球首批经过CEClassIIa认证,可用于长时间牙科3D打印应用的系列材料。该系列材料共有三种,包括OrthoRigid、Base和C&B。这三种材料均具有很好的生物相容性,可用于任意光源波长介于365-405nm间的光固化3D打印机,而且每种材料都针对RapidshapeD30型打印机做了专门的优化。尽管它们都不是永久型的,却能够使用一个月左右,对于牙科3D打印而言是一个重大进步。


3D打印心脏立体模型

3D打印心脏立体精准模型技术牵涉到自动控制、计算机、影像、解剖、机械、材料等众多交叉学科。面对技术开发难度极大的市场背景,西安邮电大学自动化学院创客空间义务导师、美国Emory大学进修归国博士后汤少杰老师,组织起以本科生为主体的团队,优化技术路线并精心指导。经过前后1年多的努力,研发团队同学们不负众望,将心脏动态CT影像图像作为参照图像,初步开发出3D打印心脏立体精准模型技术,使得临床操作更为方便、快捷。据测算,打印一个完整心脏物理模型耗时不超过一天,层间分辨率约0.1毫米左右,为满足相关临床要求提供了坚实的技术保障。从技术层面讲,该团队所采取的技术路线属国内首创,打破了国外大公司的技术垄断。

骨科3D打印材料

同样作为植入物细分领域的骨科3D打印目前也有了新进展。当前全球关节置换产业规模高达70亿美元,但由于骨关节炎等疾病多发,每个患者的情况不尽相同,传统的制式人工关节无法达到很好的效果。日前,欧洲研究项目RESTORATION开发出了一种新型吸收式生物陶瓷材料,这种材料能通过3D打印技术制成个性化的关节植入物,然后通过实施微创手术很好地解除患者的病痛。据了解,RESTORATION是由英国纽卡斯尔大学负责实施的一项为期4年的研究项目,旨在开发能用于医疗行业的生物陶瓷及生物陶瓷复合材料。目前,该项目已成功开发出了3种这样的材料,它们分别适用于脊椎、颌骨和膝盖,能够显著提升目前相关植入手术的效果并缩短患者的恢复时间,突破了传统人工关节的局限。

 

智能抗菌材料

细菌抗药性不断增强作为医疗领域面临的另一大挑战近日也找到了突破口。近日,南昌大学化学学院教授王小磊和他的团队开发出了一种新型智能抗菌材料,该材料可以用3D打印制作,是一种内部封闭、含有银纳米颗粒(银具有杀菌作用)的膜状碳结构,可以看作是一种超分子胶囊。这种胶囊具有封装、开启和关闭三种模式,其中的银纳米颗粒活性也可调节。为了验证这些胶囊的特点,王小磊教授及其团队将它们与常用的膏药结合制造出了一种智能绷带。它总共有两层:上层是灭菌磷酸盐缓冲盐水,下层就是这些抗菌胶囊。使用时只需轻轻挤压就会令胶囊因受力而破裂,从而释放出其中的银粒子,如果绷带的颜色从白色变为橙色表明胶囊启动,如果这些银颗粒聚集在一起则代表其抗菌作用关闭。

3D打印帮助研发乳腺癌诊断技术

借助一台改装的MakerBot3D打印机吐出的湿软生物结构,匹兹堡大学(PITT)和卡内基·梅隆大学(CMU)的研究人员们正准备帮助医生更好地完成乳房癌诊断。据天工社了解,匹兹堡大学医疗中心(UPMC)以及卡耐基梅隆大学的研究人员得到了美国国会指导下的国防部医学研究项目的一笔为期两年的80万美元研究拨款,他们正在借助这笔资金,使3D打印机能够复制乳腺导管(即连接乳头与乳腺的管道)。

根据小编的理解,3D打印机就是可以1:1地“整”出真实3D物体的一种设备。近年来,3D打印凭借众多优势发展得如火如荼,应用领域不断扩展,更是成为医疗领域的“宠儿”。在过去的15年中,3D打印为医疗领域贡献了定制假肢和移植牙齿等大量具有开创性的医疗产品,带来了种种机遇。据专家统计,目前医疗只占3D打印行业7亿美元投资的1.6%,但在接下来的十年中,这个数字将会增长到21%。可见,3D打印作为全球范围内的前沿科技,将在医疗领域得到越来越多的应用。


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