3D打印技術(shù)應(yīng)用于人體器官的優(yōu)勢(shì)

一、人工骨和手術(shù)導(dǎo)板的應(yīng)用 ?

3D打印可以實(shí)現(xiàn)快速、定制化制造，可以高效提供與患者需求高度吻合的臨床產(chǎn)品。 ? 以3D打印人工骨為例，其復(fù)雜的外形能夠保證與患處精準(zhǔn)匹配，其精細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能保證輕巧堅(jiān)固，還有利于人體骨骼的結(jié)合和長(zhǎng)入。 ? 另一個(gè)典型應(yīng)用是手術(shù)輔助導(dǎo)板。手術(shù)輔助導(dǎo)板主要應(yīng)用于骨科和齒科，其基本作用是保證醫(yī)生在手術(shù)操作中導(dǎo)向和定位的準(zhǔn)確性，減少附帶損傷。 ? 圖一展示了股骨頭壞死切除手術(shù)演練，借助手術(shù)輔助導(dǎo)板醫(yī)生可以精確地切割壞死部位。圖二展示了手術(shù)導(dǎo)板應(yīng)用于種植牙的鉆孔手術(shù)，該手術(shù)輔助導(dǎo)板能夠保證種植的位置和角度準(zhǔn)確無誤。 ?

圖一，圖片來源：學(xué)堂在線《解密3D打印》

圖二，圖片來源：學(xué)堂在線《解密3D打印》 ? ?

二、新型生物材料制造的應(yīng)用 ? ? 3D打印也可以實(shí)現(xiàn)新型生物材料的制造應(yīng)用。目前，醫(yī)療生物新材料不斷涌現(xiàn)，但較多生物材料借助傳統(tǒng)制造方法難以獲得理想的制造效果，3D打印為新材料的應(yīng)用提供了理想的制造技術(shù)。 ? 3D打印應(yīng)用于生物新材料制造的典型案例是3D打印納米生物陶瓷材料。 納米生物陶瓷材料具有優(yōu)良的生物相容性、力學(xué)相容性。 ? 羥基磷灰石屬于生物陶瓷的一種，也是人體骨骼的無機(jī)鹽成分，納米化的羥基磷灰石在人體中可以降解吸收，促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)。 ?

圖片來源：學(xué)堂在線《解密3D打印》 ? 借助3D打印技術(shù)制造的人工骨支架（個(gè)人理解：該人工骨支架由羥基磷灰石等納米生物陶瓷材料為原材料）具有優(yōu)良的仿生結(jié)構(gòu)、生物學(xué)性能、力學(xué)性能。植入人體后作為人骨細(xì)胞攀附的臨時(shí)支架，促進(jìn)骨結(jié)合、骨長(zhǎng)入。人工骨支架隨著人體骨骼的生長(zhǎng)逐漸被替代，完成人工骨支架的生物降解和自體骨骼的重構(gòu)。 ?

綜上，可降解人工骨可能會(huì)成為解決骨缺損等疾病的理想產(chǎn)品。目前，世界對(duì)可降解人工骨制造技術(shù)處于探索階段，中國(guó)在該領(lǐng)域的研究水平處于世界前列，該領(lǐng)域也已成為研究熱點(diǎn)。 ?

? 三、其他活體器官制造應(yīng)用

? 其他活體器官制造包括：耳朵、心臟、肝臟、脾臟、肺、腎臟等的制造，這些器官的組成復(fù)雜，可能可以由3D打印制造技術(shù)制作。 ? 3D打印以其增材制造的方式，能夠?qū)⑸锘钚圆牧?、活體細(xì)胞作為原材料進(jìn)行活體制造。中國(guó)在該領(lǐng)域的研究團(tuán)隊(duì)包括：西安交通大學(xué)李滌塵教授團(tuán)隊(duì)、清華大學(xué)孫偉教授團(tuán)隊(duì)、浙江大學(xué)楊華勇院士團(tuán)隊(duì)、西北工業(yè)大學(xué)的生物增材制造中心等。 ? 圖三展示了西北工業(yè)大學(xué)通過3D打印技術(shù)將細(xì)胞按需求進(jìn)行定點(diǎn)打印，并用于皮膚研究。目前，已經(jīng)完成了新西蘭兔皮膚實(shí)驗(yàn)。 ?

圖三，圖片來源：學(xué)堂在線《解密3D打印》 ?

3D打印技術(shù)應(yīng)用于人體器官的制造，已成為研究熱點(diǎn)，但多數(shù)研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，尚未應(yīng)用于臨床。3D打印技術(shù)在人體器官制造領(lǐng)域的成功有望解決器官移植體供體不足的問題。 ? ?

編輯：黃飛

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