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3D打印,打造真实的神笔马良

标签: 3D打印医疗
发布时间: 2015-01-29 16:55 来源: 3D沙虫网 作者: 生物谷 点击: 我要评论 条评论)

3年后,我们再见到Oreo时,非常惊讶它的活泼如昔,根本看不出左后腿的异常。

如今这条幸运的小狗健康状况依然良好,3D打印的膝盖骨仍然完好地发挥着功能。

这名叫Oreo的6岁狗在三年前左后腿膝盖骨(髌骨)脱了臼。摘除了膝盖骨的Oreo从此变成了跛脚。

Oreo的兽医为此联系了一家主要为医疗器械市场服务的研究试验机构,探讨如何为Oreo创建一个定制的植入物。后来,仅仅在四天的时间里,他们便完成了从设计、分析、物理测试到3D打印出一个定制的植入物的全过程。“当我们熟悉这一技术流程后,以后制作类似的植入物可能只需要一两天时间。”该研究实验机构的总裁说。

手术后8周,Oreo再度正常行走,我观察到,它偶尔还会一蹦一跳。如今,三年过去了,再次见到活蹦乱跳Oreo时,心中感慨万千。医学技术的快速发展让生命屡创奇迹。

市场研究机构Gartner日前发布了2015年十大信息科技热点。在这份名单中:3D打印赫然在目。对3D打印一知半解的门外人通过类比对其有着这样的模糊认知:如同办公室中的打印机可以打印出各种版式与色彩的平面纸张,给以足够的模板和材料,通过3D打印技术,立体的汽车也可以打印出来,房子可也以打印出来,甚至连人体的各项器官也可以打印出来。

在中国传统神话神笔马良的故事里,拥有神笔的穷苦孩子马良拥有心想事成、下笔成真的能力,所画即所得。“他用笔画了一只鸟,鸟扑扑翅膀,飞到天上去,对他喊喊喳喳地唱起歌来。他用笔画了一条鱼,鱼弯弯尾巴,游进水里去,对他一摇一摆地跳起舞来” 以“创造”为基本特征的3d打印技术一经问世,人们便试探在其身上寄托“神笔马良”的愿景。

3D打印能否演绎出真实的神笔马良?我们渴望在Oreo身上发生的奇迹在生活中随时召唤、唾手可得。扮演上帝之手的3D打印技术说,要有一条左后腿,于是就有了一条左后腿。

但距离这些美好愿望的实现确实还需要一定的时间,特别是与人体息息相关的生物医疗3D打印技术。

3D生物打印技术需要人体细胞作为生物墨水。首先,研究者将从人们的骨髓或脂肪中提取出干细胞,通过生物化学手段,使它们分化成不同类型的其他细胞。随后,这些细胞将被封存成“墨粉”,每一滴“墨粉”里可能包含1万到3万个细胞。当3D生物打印机开动时,“墨粉”将通过打印头聚拢在事先设计的部位上,打印器官的雏形便逐渐显现。

“其实,细胞打印并不‘神秘’,但要打印出活体器官,也就是说让打印出的细胞结构具备生物功能,还要克服很多困难。”清华大学生物制造中心副主任林峰说。

据介绍,目前国内外打印出的类组织,只有组织相似的结构,但不具备组织的功能。即使是看起来简单的组织,人工再造也面临巨大挑战。比如,皮肤是很薄的一层,但功能很多,除保护功能外,还有感觉、调温、出汗等功能。

有人认为,3D生物打印技术技术重点正逐渐从对外形结构的研究转向对细胞自身行为的研究。西安交通大学教授李涤尘是国内最早研究生物3D打印技术者之一,在他看来,要让打印出来的细胞能够存活并建立起自己的营养系统,至少得要一二十年时间才能实现。

而技术成熟之后,监管审批也有难关。

生物3D打印做的是个性化产品,而药监部门批准的产品都用于批量生产。如何对产品进行评估、审批,对药监部门来说都是未曾遇到过的问题。

另外,相关业内人士还反映,国内设备、材料研发落后将导致产业难以推广。比如医用3D打印所需钛合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料。“中国企业很难做好,有些材料会让人体有排异反应。”

而放眼整个3D打印市场,大有欣欣向荣之势。顶尖咨询机构Wohlers2013年发布的一项报告显示,2019年3D打印市场规模将达到60亿美元,其中,在医疗方面的应用市场份额占15.1%。预计2025年该市场可达到19亿美元,折合人民币超百亿元。

和人们生命息息相关的生物医用3D打印未来前景普遍被看好。这和当前器官短缺现状不无关系。

前不久,青年歌手姚贝娜因乳腺癌复发病故,姚贝娜在昏迷前委托父亲签署了捐献角膜的志愿书。其眼角膜分别捐给了深圳、成都的两位病人。姚贝娜以及家人做出的捐献决定也再次引起社会对于器官捐献的热议。

器官移植技术作为人类医学发展的巨大成就,曾挽救了无数终末期疾病患者的生命。但由于长期缺乏有效的器官捐献工作体系,我国的器官短缺状况却十分严重。据统计,现阶段我国100万人里,才有0.6个捐献者,是世界上器官捐献率最低的国家之一。每年器官移植手术仅有1万例左右,供需比约为1∶30,而美国等西方发达国家为1∶3。很多终末期器官衰竭患者都在无奈的等待中逝去。

为姚贝娜做眼角膜摘除手术的眼科知名专家、深圳眼科医院主任医师姚晓明表示,我国角膜捐献也好、器官捐献也好,都是一个巨大的缺口。

如果3D生物打印技术能够得到政府的支持,各学科交叉合作的话,生物医用3D打印将会完美地填补这个缺口。

相信终有一天,“神笔马良”的美好神话将在3D打印技术身上应验。

聚焦“交叉 前沿 新时代”主题的2015医用新材料与3D打印论坛将于4月9日-10日在上海召开。本次论坛致力于打造一个汇聚国内知名的科学家、工程师和企业家的交流平台,我们将就医用新材料和3D打印相关领域的新方法、新发现,以及进一步发展的重点,特别是成果转化等进行交流和研讨。本次论坛设有专题报告、小组讨论、头脑风暴、讲听互动、名片交换、项目路演和展台展示等多种形式,思想、观点的碰撞将为专家在医用新材料领域中提供不同的视角、崭新的思路,是一次难得的产业盛会。敬请莅临!

会议官网:http://www.bioon.com/z/2015Med3D/

(责任编辑:admin)
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