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3D打印技术让医疗产业进入个性定制时代

作者: 发布时间:2019-10-09

  3D打印技术正在改变我们的生活,被推为第三次工业革命的核心技术,至今仍是一个全球性热点。近十年来,生物3D打印技术取得长足发展,医疗应用越来越广泛。虽然还不能直接3D打印出人体组织或器官用于人体修复,但在神经外科领域,3D打印技术可以“智造”出植入医疗器械,帮助解决脑袋的“修复大计”。

  3D个性化定制打印,正在深刻改变神经外科手术方式。据山东省立医院神经外科丁锋教授介绍,脑颅创伤后的颅骨修补,现在就可选择3D技术“量身定制”的新型植入修补材料PEEK,根据患者的头颅CT数据进行3D重建,完全还原颅骨的生理结构曲度等,可与缺损区域严丝合缝,修补效果更佳。

  山东省立医院神经外科是山东省最早成立的神经外科之一,在全省占据龙头地位,近年来该科室也积极探索生物3D打印技术的临床应用。生物3D打印技术的临床应用同样在山东发展迅速,2016年山东省骨科医院完成首例3D打印假体置换手术,这标志着山东进入3D打印医疗新时代。

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  四川大学华西医院神经外科主任医师关俊文教授对于复杂颅脑创伤以及颅脑创伤后并发症治疗富有经验,他在论坛上的发言主题是《精准嵌入式颅骨成形及相关并发症的处理》,分享了临床使用3D技术定制PEEK颅骨修补材料的心得。

  生物3D打印技术在神经外科应用的另一典型是3D打印的人工硬脑膜,可以修复脑外伤或脑肿瘤手术后的脑膜缺损。这种人工硬脑膜“打印”出来后,不论是外观还是内部结构都和人体自身脑膜结构几乎一致,薄如一张纸,帮助修复重建后又能降解为二氧化碳和水排出体外。论坛上,山东省立医院辛涛分享了生物3D打印人工硬膜在临床中的应用经验。

  清华大学生物制造中心副主任徐弢教授是国际上最早进行细胞和器官打印技术开发的研究者之一,他和导师一同拥有世界首个细胞打印专利。

  徐弢并不只是在科研上发力,他及其团队是国内最早将3D打印技术应用于临床转化的团队。徐弢的另一身份是广州迈普再生医学科技股份有限公司的联合创始人,迈普医学研发的人工硬脑膜睿膜至今已在全球70多个国家使用20多万例,迈普医学“人工硬脑膜及其制备方法”专利获得2018年中国专利奖优秀奖。

  3D打印的PEEK颅骨,用的仍是高分子合成材料,而用细胞打印成活体器官用于人体组织替代和修复,则是生物3D打印的“终极梦想”。今年4月,以色列一个团队的研究人员用3D打印技术,利用取自病人自身的人体组织,打印出了全球第一个完整的心脏,一度引发轰动。该心脏包括细胞、血管、心腔以及心室,不过目前还无法泵血,仅能收缩。那么,未来3D打印出人类器官用于临床手术还遥远吗?

  徐弢教授的主要研究方向是细胞3D打印技术,有丰富的国外研究和产业化经验。他及助手表示,用细胞打印被称为3D,加上神经和血管形成一个有机体,被称为4D,而要打造出有器官功能的产品,则应该称为5D。以心脏来说,目前用3D打印出外形已经可以实现,但心脏能不能正常跳动,并且根据身体需要来调动,适应身体的环境,未来还需要一个漫长的过程。