3D打印這一工業(yè)4.0時(shí)代的數(shù)字化制造技術(shù),從最開(kāi)始的打印零件、打印模型,到打印衣服、車子、房子,再到打印糖果、巧克力、餅干、披薩等美食,以及現(xiàn)在正快速發(fā)展的3D生物打印,仿佛未來(lái)任何東西都可以3D打印。
那么,3D打印的人體器官呢?
有這樣一個(gè)案例:有一位脊索瘤患者,他的胸椎和腰椎,共5節(jié)脊柱受到了腫瘤的侵蝕,最佳的手術(shù)方案是:通過(guò)手術(shù)把5節(jié)椎體上的腫瘤全部切干凈。但拿掉5節(jié)脊椎,如何保持身體支撐?這是傳統(tǒng)的臨床技術(shù),無(wú)法解決的。
但現(xiàn)在,這已經(jīng)不是問(wèn)題了。通過(guò)3D打印技術(shù),制造出與患者的5節(jié)脊椎形態(tài)與長(zhǎng)度相仿的人工椎體。裝上這種從形狀到功能,都與原本結(jié)構(gòu)相近的人造脊椎后,患者完全可以像正常人一樣生活和工作。
在中國(guó),有一個(gè)頜面腫瘤患者,顴骨附近被腫瘤細(xì)胞入侵。手術(shù),在拿掉腫瘤的同時(shí),也造成了面部塌陷,因?yàn)橄鄳?yīng)的骨頭也都被拿掉了。不過(guò),大家不用擔(dān)心,這塊鈦合金的打印顴骨已經(jīng)被植入患者面部。如今,手術(shù)過(guò)去近一年了,患者恢復(fù)良好。
?。ㄊ中g(shù)前)
?。ㄊ中g(shù)后)
其實(shí),這些案例都是跨界融合的最完美體現(xiàn)。打印者和臨床醫(yī)生天衣無(wú)縫的配合,才能催生出成功的案例。相比傳統(tǒng)制造技術(shù),3D打印主要解決個(gè)性化、復(fù)雜、高難度的技術(shù)需求。畢竟每個(gè)患者的身體結(jié)構(gòu)并非完全一致,從“因人而異”這個(gè)角度來(lái)看,3D打印技術(shù)無(wú)疑是最佳選擇。他可以改進(jìn)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)技術(shù)上的缺陷,帶來(lái)新的治療方法,降低手術(shù)的復(fù)雜度以及成本。
此外,目前3D打印普遍使用的材質(zhì),是具有良好的生物相容性的鈦合金材料,相比傳統(tǒng)的鍛造、鑄造、噴涂等技術(shù),它能夠輕松實(shí)現(xiàn)鈦合金植入物和表面類骨小梁結(jié)構(gòu)的自由構(gòu)建,不僅有利于骨細(xì)胞的遷移和增殖,還可以促進(jìn)骨與植入物可靠的整合。
3D打印的人體器官都出現(xiàn)了,那么有沒(méi)有可能會(huì)打印出一個(gè)完整的人呢?
近日,英國(guó)《自然·通訊》雜志最新發(fā)表的一項(xiàng)技術(shù)成果稱,美國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種3D打印的微孔支架,可以支持小鼠卵泡細(xì)胞發(fā)育,并可用于恢復(fù)手術(shù)絕育小鼠的卵巢功能。這是首個(gè)利用3D打印設(shè)計(jì)出的功能正常的可移植卵巢。該成果生理上支持懷孕,但是,該方法目前僅適用于小鼠。由于人類卵泡會(huì)快速變大,尚不清楚這種支架方法是否能支持移植的人類卵泡存活。
與此同時(shí),國(guó)外媒體報(bào)道稱,在不久的將來(lái),一款新型的3D打印“仿生皮膚”將使機(jī)器人用觸覺(jué)感知到周圍的世界。研究人員還表示,這一成果使我們向在人類身體上直接“打印”電子設(shè)備的目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。
看到兩則新聞,單身狗們的內(nèi)心一定非常希望3D生物打印技術(shù)能夠發(fā)展得更快一些,最好以“光速”發(fā)展,早日打印出他們的“男朋友”或“女朋友”!(真是想太多?。?/p>
3D生物打印技術(shù)并不像工業(yè)制造里的3D打印那樣只需要有相應(yīng)的材料和3D模型數(shù)據(jù)就可以打印,目前,3D生物打印的細(xì)胞只能在3D環(huán)境中才可以維持正常的細(xì)胞間相互作用。我們離用3D打印技術(shù)去打印可移植的復(fù)雜內(nèi)臟器官還有很長(zhǎng)的一段距離。
3D生物打印遠(yuǎn)比你想象的要復(fù)雜
3D打印是一種快速成型技術(shù),以數(shù)字模型為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末或液體可粘合材料,通過(guò)逐層固化成型的方式來(lái)構(gòu)建具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物體。3D打印過(guò)程一般通過(guò)熔融沉積、光固化、選擇性激光燒結(jié)等技術(shù)實(shí)現(xiàn),被應(yīng)用于模型準(zhǔn)備、工業(yè)設(shè)計(jì)、零部件制造等領(lǐng)域,從而得到汽車、建筑、日用品,甚至槍支武器等。
而3D生物打印的原理與上述有所差異,3D生物打印機(jī)的開(kāi)發(fā)基于現(xiàn)有打印技術(shù)發(fā)明,這些技術(shù)曾被用于制造工業(yè)零部件。生物打印機(jī)的不同之處在于,它使用了生物材料,在其中可以復(fù)合細(xì)胞、生長(zhǎng)因子等活性成分,從而逐層構(gòu)建活體組織。通過(guò)電腦建模程序來(lái)設(shè)計(jì)需要打印的器官剖面圖,從而精準(zhǔn)指導(dǎo)隨后的打印過(guò)程。研究者在供打印的液態(tài)材料中復(fù)合從骨髓、脂肪等組織中提取出的干細(xì)胞或不同的活性因子,通過(guò)打印頭將液體按照一定圖案打印在接收平臺(tái)上。打印頭每打印過(guò)一層,就會(huì)提升一個(gè)層高的刻度,繼而開(kāi)始下一層圖案的打印,從而逐漸實(shí)現(xiàn)人造組織的成型,這一過(guò)程類似于普通3D打印在工業(yè)應(yīng)用中的模型制造。
3D生物打印過(guò)程
3D食物打印——美女和美食更配喔!
比起3D生物打印,離我們的生活更近的是3D食物打印,單身的吃貨可以從這里獲得點(diǎn)安慰了。
到目前為止,可以成功打印出30多種不同的食品,主要有六大類:糖果(巧克力、杏仁糖、口香糖、軟糖、果凍); 烘焙食品(餅干、蛋糕、甜點(diǎn));零食產(chǎn)品(薯片、可口的小吃);水果和蔬菜產(chǎn)品(各種水果泥、水果汁、蔬菜水果果凍或凝膠);肉制品(不同的醬和肉類品);奶制品(奶酪或酸奶)
你敢吃3D打印的食物嗎?用食物濃漿依據(jù)模型數(shù)據(jù)打出奇形怪狀的食物,雖是極為有趣,但是它的口感到底如何呢?相比較傳統(tǒng)的食品制造業(yè),3D打印食物可以省略一些傳統(tǒng)烹飪的步驟,但真要論及廚藝,3D打印技術(shù)可能就略有不及了。尤其是對(duì)于講究色香味俱全的中式美食來(lái)說(shuō),3D打印機(jī)就更是擺設(shè)了。但是對(duì)于像肯德基、必勝客這樣的快餐行業(yè),或是作為家中的食品輔助設(shè)備,3D打印技術(shù)還是有不少用武之地的。
3D食物打印技術(shù)可以為人們提供個(gè)性化飲食,并且可以利用3D建模為食物做出各種各樣的造型。雖然,作為單身的吃貨最想要打出一個(gè)男朋友或女朋友,但是,如果能為我們做出獨(dú)一無(wú)二的美食,那也是可以小小地彌補(bǔ)我們的情感需求的!
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