1：3D打印藥物，減少患者負(fù)擔(dān)

　　【PConline 辦公應(yīng)用技巧】我們中的大部分人都對(duì)高精尖的3D打印技術(shù)一無(wú)所知，對(duì)打印的印象也就是在紙上噴墨罷了。但是3D打印卻完全不是那么一回事，只要你有辦法弄到素材，就沒(méi)有什么3D打印機(jī)造不出來(lái)的。

　　此前筆者已為大家介紹過(guò)很多3D打印出來(lái)的物品，如3D打印出來(lái)的手辦玩偶，打印首輛時(shí)速高達(dá)122公里的汽車。這些3D打印應(yīng)用雖然很創(chuàng)新，但是卻無(wú)法和筆者今天為大家介紹的應(yīng)用相比，今天為大家介紹的是3D打印技術(shù)被用于醫(yī)學(xué)界幫助患者脫困境。 

 
此打印非彼打印 3D打印應(yīng)用醫(yī)療幫助病患

　　在詳細(xì)介紹之前，筆者先為大家介紹一種3D打印應(yīng)用，患者可在家中“打印藥品”。據(jù)英國(guó)媒體報(bào)道，英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的李克羅寧教授及其有45名成員的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)一臺(tái)3D打印機(jī)進(jìn)行改良，在其中加入裝有化學(xué)藥品的容器。經(jīng)過(guò)改造，這部3D打印機(jī)相當(dāng)于擁有了一個(gè)小型“反應(yīng)件”，可合成用戶所需藥品。據(jù)報(bào)道，這項(xiàng)創(chuàng)新將大大降低藥品制作成本，使更多癌癥患者能接受之前負(fù)擔(dān)不起的昂貴治療。

3D打印藥物，減少患者負(fù)擔(dān)

　　下面，筆者將詳細(xì)的介紹一些3D打印技術(shù)在醫(yī)療方面的應(yīng)用，看看3D打印是如何來(lái)幫助人類的。也許其中的事例很難令人相信，但確實(shí)就是那樣，3D打印技術(shù)確實(shí)是一種非常神奇的應(yīng)用。不管你信不信，看完再說(shuō)。

　　2012年4月，在日本太平洋橫濱國(guó)際會(huì)展中心舉行的“MEDTEC JAPAN 2012”上，以色列的歐貝杰(Objet Geometries)公司在日本的銷售代理商FASOTEC，介紹了2012年4月剛剛開(kāi)始在日本提供的“醫(yī)療工程服務(wù)”。這是一項(xiàng)根據(jù)圖像診斷設(shè)備拍攝的圖像數(shù)據(jù)來(lái)制作逼真三維人體模型的服務(wù)，主要面向想利用三維人體模型實(shí)施模擬手術(shù)及培訓(xùn)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)。該服務(wù)是FASOTEC與神戶大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)研究科共同開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)。

　　三維人體模型利用歐貝杰的三維打印機(jī)來(lái)制作。特點(diǎn)是可混合兩種材料進(jìn)行造型，只要其中一種材料選用透明材料，便能制成可從外部確認(rèn)人體內(nèi)部骨骼及腫瘤等的模型。另外，使用各種硬度不同的材料，還可再現(xiàn)不同人體部位的不同觸感。

3D打印機(jī)應(yīng)用于醫(yī)療工程服務(wù)

　　其實(shí)，這項(xiàng)技術(shù)在2011年6月舉辦的“MEDTEC JAPAN 2011”展會(huì)上已經(jīng)展出。日本神戶大學(xué)醫(yī)學(xué)部附屬醫(yī)院將利用三維打印機(jī)制成的生物模型應(yīng)用于實(shí)際的手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)，成功地完成了多個(gè)手術(shù)。手術(shù)中采用的是使用可混合兩種材料進(jìn)行造型的三維打印機(jī)制成的生物模型。利用這種生物模型協(xié)助手術(shù)尚為“全球首次”。

　　三維打印機(jī)采用的是以色列歐貝杰(Objet Geometries)公司的三維打印機(jī)新產(chǎn)品“Objet260 Connex”。由于其能夠混合兩種材料進(jìn)行造型，因此只要其中一種材料選用透明材料，就能夠制成可從外部確認(rèn)人體內(nèi)部骨骼及腫瘤等位置的生物模型。神戶大學(xué)醫(yī)學(xué)部附屬醫(yī)院在日本FASOTEC公司的展位上展出了手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)的影像。該影像介紹的是將生物模型應(yīng)用于肝癌手術(shù)和畸形手術(shù)的案例。

3D打印機(jī)打印的成型物品

　　醫(yī)療工程服務(wù)的特點(diǎn)在于，由專業(yè)的醫(yī)生對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。具體來(lái)說(shuō)，就是由該服務(wù)的共同開(kāi)發(fā)方——日本神戶大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)研究科，將下訂單的醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供的X線CT機(jī)及MRI獲得的DICOM數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成輸入三維打印機(jī)的數(shù)據(jù)。

　　該研究科特聘講師強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“比如，保留臨床所需要的血管，去掉不需要的血管。這些事情沒(méi)有醫(yī)生的參與是無(wú)法完成的。這種數(shù)據(jù)加工需要經(jīng)驗(yàn)，因此這項(xiàng)工作做不好的話，就無(wú)法制造出有意義的人體模型。”

　　通過(guò)使用生物模型，“手術(shù)的準(zhǔn)確度明顯提高”。比如，在實(shí)際處理內(nèi)臟器官之前，不僅能夠模擬處理方法，還能“在手術(shù)中根據(jù)生物模型與同事進(jìn)行討論，以選擇最佳手術(shù)方法”。另外，還有利于對(duì)年輕醫(yī)生進(jìn)行培訓(xùn)。

　　醫(yī)療工程服務(wù)的交貨期及價(jià)格依訂單內(nèi)容而定。“價(jià)格因人體模型大小及所用材料種類不同而有很大差異。不過(guò)，普通模型的話會(huì)控制在5～10萬(wàn)日元范圍內(nèi)”

3D打印外骨骼幫助殘疾兒童

　　3D打印現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)軍外骨骼打印，旨在幫助殘疾人士與肌肉萎縮人士，提升他們的行動(dòng)能力。可以創(chuàng)造一個(gè)輕量級(jí)的外骨骼，使用塑料背板，允許用戶雙腿健康地站立起來(lái)走動(dòng)。

　　兩歲的Emma Lavelle患有先天性多發(fā)性關(guān)節(jié)攣縮癥(AMC)，這種病阻礙了她的肌肉和關(guān)節(jié)生長(zhǎng)并使肌肉和關(guān)節(jié)變得僵硬。 因此，Emma的運(yùn)動(dòng)能力嚴(yán)重被限制一直以來(lái)，她已經(jīng)歷了多次手術(shù)和矯正治療。在治療AMC方法中，最具前景的一項(xiàng)治療是WREX（威爾明頓機(jī)器人外骨骼）設(shè)備,這種外骨骼附著在身體表面，并使用一套阻力帶和金屬條，提供人工力量，可幫助AMC患者抬舉四肢。

　　可問(wèn)題是,Emma年齡太小個(gè)子也小，不適合這款典型的WREX設(shè)備。 所以兩名研究人員塔里克•拉赫曼博士和設(shè)計(jì)師惠特尼•山姆珀?duì)栆黄痖_(kāi)發(fā)了一個(gè)縮小版的適合Emma體型的WREX設(shè)備。

　　采用一個(gè)較小的3D打印，兩名研究人員就能夠打印縮小版的WR

EX設(shè)計(jì)中的小部件。這次3D打印機(jī)沒(méi)有采用金屬，而是采用ABS

塑料制成了新的零部件，實(shí)驗(yàn)證明這些材質(zhì)非常堅(jiān)固，足可以支撐起Emma日常使用。

　　Emma是全球15個(gè)目前使用WREX的患兒之一，她現(xiàn)在可以自由移動(dòng)手臂，可以像正常孩子一樣玩玩具，自己吃飯，甚至不需要父母的幫助就可以擁抱父母。總之，是這個(gè)3D打印技術(shù)改變了Emma的生活。當(dāng)然，我們也希望將來(lái)會(huì)有更多的3D打印機(jī)打印出來(lái)的東西用于醫(yī)療事業(yè)中，未來(lái)也將有更多受疾病困擾的人能夠擺脫這些不便。

　　據(jù)海外媒體報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院和賓夕法尼亞州大學(xué)的研究人員使用糖物質(zhì)混合物和自制式3D打印機(jī)建立了一個(gè)完整的血管組織。

3D打印機(jī)“制造”的血管組織

　　令人震驚的是，通過(guò)這種技術(shù)“制造”出來(lái)的血管可以“生長(zhǎng)”出類似于肌肉的組織。賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員稱，他們已經(jīng)可以“生產(chǎn)”這種帶有脈管組織的人造器官。其工作原理是將肉由內(nèi)向外“打印”出來(lái)，這樣便于先“打印”出脈管系統(tǒng)，從而使得肉可以圍繞著這些脈管系統(tǒng)生長(zhǎng)。

　　無(wú)獨(dú)有偶，不久前，國(guó)外的醫(yī)學(xué)雜志《牙科材料》（Dental Materials）曾經(jīng)刊載過(guò)利用3D打印機(jī)“制造”骨骼的論文，而且宣稱該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于臨床。

　　在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，這種骨骼替代打印材料已經(jīng)被證明可以支持人體骨骼細(xì)胞在其中生長(zhǎng)，并且其有效性也已經(jīng)在老鼠和兔子身上得到了驗(yàn)證。

　　據(jù)稱，發(fā)表此論文的薩斯米塔·博斯博士就是利用一臺(tái)商業(yè)銷售的ProMetal 3D打印機(jī)進(jìn)行測(cè)試的。這種3D打印機(jī)最初的設(shè)計(jì)目的是為了打印金屬件，它會(huì)逐層噴灑塑料膠粒在一層粉末基底之上并逐層成型，而每一層的厚度僅相當(dāng)于人的頭發(fā)絲寬度的一半。>>

　　3D打印技術(shù)大家應(yīng)該已經(jīng)不陌生了。現(xiàn)在它被應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：一個(gè)醫(yī)療團(tuán)隊(duì)用3D打印技術(shù)配合人體自身細(xì)胞，7個(gè)小時(shí)就可以“打印”出個(gè)一個(gè)全新的腎臟用于移植！十年前該團(tuán)隊(duì)就幫助了一個(gè)孩子成功移植了一個(gè)人工膀胱。

利用3D打印技術(shù)打印腎臟

　　在2011年3月，外科醫(yī)生安東尼·阿塔拉曾表明，有朝一日能解器官捐贈(zèng)的問(wèn)題：利用3D打印機(jī)使用活細(xì)胞移植腎輸出。使用類似的技術(shù)，阿塔拉博士的年輕病人路克馬塞勒收到了利用3D打印機(jī)“打印”的工程膀胱。 

　　在2007年，阿塔拉和一隊(duì)哈佛大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞可以從孕婦的羊水收獲。這和其他智能生物材料和組織制造技術(shù)的發(fā)展突破有望徹底改變醫(yī)學(xué)實(shí)踐。

　　安東尼·阿塔拉表明，“我們可以移植他們的成長(zhǎng)，而不是器官?” 他在威克森林再生醫(yī)學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)室正是這樣做的，超過(guò)30個(gè)組織和整個(gè)器官的工程。 安東尼·阿塔拉是威克森林再生醫(yī)學(xué)研究所，在那里他的工作重點(diǎn)是成長(zhǎng)的再生組織和器官。他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的器官“膀胱”被植入到一個(gè)人，這項(xiàng)技術(shù)可以“打印”需求的人體組織。

　　全文總結(jié)：有一句經(jīng)典的話“科技以人為本”，無(wú)論多高端的科技，最終的受益人都是人類。3D打印技術(shù)并不局限于某個(gè)行業(yè)，也不像打印機(jī)只是辦公用品，它可以應(yīng)用于任何行業(yè)任何的用途，就像文章開(kāi)始提到的3D打印汽車，手辦玩偶，醫(yī)療應(yīng)用，各行各業(yè)。3D打印只是一項(xiàng)技術(shù)，一類產(chǎn)品，只要將其正確利用，3D打印就將會(huì)是現(xiàn)實(shí)版的“機(jī)器貓”，隨時(shí)隨地的幫助我們。