3D打印技術(shù)：為個人定制合適的中耳骨解決聽力減退問題

在耳內(nèi)深處,，有三顆米粒大小的耳骨,，作用是協(xié)助傳導(dǎo)來自鼓膜的聲音,。通常如果其中一塊小耳骨損壞，可以由醫(yī)生植入一個陶瓷或金屬的替代品,。但除非剛剛合適,，不然它們很容易移位，造成更嚴(yán)重的聽力減退�,，F(xiàn)今,，研究者提出使用3D打印技術(shù)來為個人定制合適的中耳骨,。目前植入陶瓷和金屬的辦法存在一個問題，即它們會在術(shù)中或術(shù)后移位,。植入物還有可能被瘢痕組織覆蓋,，從而失去導(dǎo)音能力。這類手術(shù)的成功率僅在55%到75%之間,。

杰夫瑞·D·赫希博士是位于巴爾的摩的馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院放射科助理教授,，他受到3D打印人類假體（包括義肢）的啟發(fā)，為什么不用這個辦法試試制作耳內(nèi)小骨呢,？借助CT掃描,，研究者得到三塊耳骨的精確圖譜，這三塊耳骨有一個名字：“聽小骨”,，他們依此打印出準(zhǔn)確的模型,，安裝到人體標(biāo)本的耳內(nèi)。

據(jù)赫希介紹,，“三塊小骨互相聯(lián)結(jié),，形同鏈條；任一環(huán)失靈都會引起傳導(dǎo)性聽力減退,�,！毖芯空叻謩e把三個人體標(biāo)本，每個標(biāo)本三個聽小骨,，拿掉中間那個聽小骨,。他們用CT掃描儀制圖，再依此以樹脂為原料用桌面3D打印機(jī)做出了一個簡單的支柱,。支柱兩端呈杯形打開,，恰好能卡進(jìn)缺口。赫希請四位外科醫(yī)生對人體標(biāo)本和打印出來的小骨進(jìn)行配對,�,！斑@就像故事里面金鳳花姑娘看東西：這個太緊，那個太松”,，赫希說,。四位醫(yī)生都做了正確的配對，“他們說就跟卡扣一樣,，剛剛好”,，他進(jìn)一步解釋道,。這項研究在北美放射學(xué)會的年會上得到了展示,；論文最初發(fā)表于《醫(yī)學(xué)3D打印》期刊上。

斯坦福大學(xué)羅伯特·杰克勒博士認(rèn)為,，這項研究是一個重要的概念性驗證,。杰克勒是一名耳科,、耳神經(jīng)科醫(yī)生，專門研究耳部疑難雜癥,。他指出,，一直以來，人們都把3D打印出來的中耳骨用于教授學(xué)生手術(shù)方法,，但迄今還沒有在臨床病人身上用過,。

注：網(wǎng)絡(luò)配圖

赫希和他的研究小組都忽略了一個問題：在手術(shù)期間，骨骼自身以及它與周圍組織的關(guān)系會發(fā)生變化,，杰克勒說,。耳骨在受到感染之后通常會受到侵蝕，醫(yī)生需要先做清理,，那就意味著骨骼本身從術(shù)前到術(shù)中會有變化 ,。一個辦法就是最終把掃描設(shè)備和打印機(jī)搬進(jìn)手術(shù)室，以便在手術(shù)進(jìn)行過程中制作專屬的耳骨,。

另外,，打印材料必須具有生物相容性。它不能太重,，并且需要有適當(dāng)?shù)恼駝犹匦�,，杰克勒�?qiáng)調(diào)，“如果它太有彈性,、太松或是太重,，那就對振動不利。同樣的道理,，用太堅實的材料,，聲音也傳不過去�,！�

赫希坦言這項研究目前有不少局限,。研究使用的人體是切割之后的局部標(biāo)本，而非整個人的頭部,，故而掃描不具代表性,；并且研究者并未在后期進(jìn)行傳導(dǎo)測試來檢驗修復(fù)后的耳骨能不能成功傳導(dǎo)聲音。讓他激動異常的是未來的無限可能,，這其中就包括設(shè)計多孔植入體,，并把人體干細(xì)胞浸注其中；干細(xì)胞能夠長出骨骼,�,！袄碚撋险f，如果植入浸有干細(xì)胞的假體，人體很有可能創(chuàng)生出一種以患者自身細(xì)胞為基礎(chǔ)的永久假體,�,！彼�說。

赫希認(rèn)為,，打印耳骨只是假體打印浪潮中的一朵小浪花,。“3D打印正在創(chuàng)造一場假體革命,。未來任何人在任何時候需要任何植入物,，都會是依據(jù)圖像數(shù)據(jù)做出的專屬、私人定制產(chǎn)品,�,！�

來源：AIP InsideScience & 企鵝科學(xué)
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