生物3D打印技術(shù)輔助治療，可構(gòu)建個(gè)體化病變模型

來源：智能制造網(wǎng)

導(dǎo)讀：生物醫(yī)療是3D打印技術(shù)發(fā)展迅猛的細(xì)分領(lǐng)域,。3D打印技術(shù)可以為病人提供更加符合病情的個(gè)性化解決方案,，全球多國(guó)目前都在積極將3D打印技術(shù)、軟件,、設(shè)備等應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè),。

3D打印產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是多方面因素共同推動(dòng)的結(jié)果。研發(fā)投入的增長(zhǎng)使得技術(shù)不斷完善,、打印材料種類不斷豐富推動(dòng)3D打印機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大,、中小學(xué)和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)設(shè)立3D打印相關(guān)課程推動(dòng)知識(shí)普及和人才培養(yǎng)。

3D生物打印技術(shù)的出現(xiàn),，為臨床醫(yī)學(xué)提供了嶄新的3D空間和無限可能,，3D生物打印技術(shù)同時(shí)滿足了安全性、個(gè)體化,、經(jīng)濟(jì)性三大原則,。結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，基于術(shù)前CT三維重建,、核磁共振等多種醫(yī)療手段,，3D生物打印技術(shù)在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用空間逐步拓寬，其應(yīng)用價(jià)值也逐步得以展現(xiàn),。

從整體來看,，3D生物打印技術(shù)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用主要集中于檢查、工具,、模型,、內(nèi)置物、生物內(nèi)植物等方面,。在制作個(gè)性化內(nèi)植物假體方面,，3D生物打印技術(shù)可根據(jù)患者個(gè)體尺寸來打造個(gè)性化內(nèi)植物假體，具有更好的融合性和靈活性,，該技術(shù)可增加結(jié)構(gòu)的抗菌性,、納米化性能、生物相容性,，但目前的內(nèi)植物假體還不能滿足生物力學(xué)要求,，打印產(chǎn)品僅限于內(nèi)植物假體表面結(jié)構(gòu)，如膝蓋關(guān)節(jié)等,。

與3D生物打印技術(shù)同樣起到重要作用的,，還有3D打印建模軟件及系統(tǒng)。通常而言,，3D打印建模軟件及系統(tǒng)是獲得較佳可視化效果的便捷工具,。對(duì)于醫(yī)療行業(yè)來說,，這是一種很好的立體多面呈現(xiàn)患者情況的助手，可進(jìn)行模擬并找到高效,、合理的治愈患者的方法,。基于3D打印建模軟件,，醫(yī)生可以更好地了解患者患病癥狀,，并為進(jìn)行手術(shù)做好充分準(zhǔn)備。

具體來講,，制作者通過處理CT數(shù)據(jù)建立患者骨組織三維數(shù)字模型,，輸入快速成型機(jī)器，就能制成的1∶1快速成型模型,，并與實(shí)際骨組織一致,。輕易制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔隙均勻,、幾何形態(tài)各異的骨組織工程支架,，也為許多患者帶來了治愈的更多可能性。

在生物3D打印發(fā)展日益火熱之際,，生物3D打印機(jī)更新迭代的速度也不斷加快,。早在2017年11月，我國(guó)首臺(tái)高通量集成化生物3D打印機(jī)就在杭州發(fā)布,。據(jù)悉,，該設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新為“離散制造微層析成像技術(shù)”。在3D打印的同時(shí),，還能基于微層析技術(shù)進(jìn)行增材成像,，理論上成像深度不受限，非接觸,、高分辨率,、無細(xì)胞損傷，可在線實(shí)時(shí)反饋控制打印參數(shù),，實(shí)現(xiàn)對(duì)3D打印產(chǎn)品無損質(zhì)控,。

據(jù)市場(chǎng)研究公司Grand View Research預(yù)計(jì)，到2022年,，全球生物3D打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到18.2億美元,，而以3D生物打印技術(shù)為基礎(chǔ)的個(gè)性化植入、介入醫(yī)療器械,、個(gè)性化活體組織器官等產(chǎn)品不但將具有千億的市場(chǎng)空間,，而且將為病損組織器官功能重建提供臨床治療新策略。

生物打印雖然發(fā)展迅速而且應(yīng)用日趨廣泛,，但不可否認(rèn)的是,，仍然面臨著諸多的挑戰(zhàn)：用于打印的生物墨水研發(fā)周期長(zhǎng)、與打印技術(shù)相配套的裝備升級(jí)慢等,。與此同時(shí),，生物3D打印除了利用傳統(tǒng)3D打印的核心技術(shù)以外，所有制造過程也必須符合生物學(xué)的標(biāo)準(zhǔn),，要能保證細(xì)胞活性,、組織功能，還要符合醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn),，這就需要進(jìn)行大量探索與研究實(shí)踐,。

當(dāng)然，從外科醫(yī)生的3D打印模型制作到3D打印假肢,，再到3D打印人體器官,，3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展令人不由得驚奇與贊嘆。展望未來,，生物3D打印技術(shù)將在義齒制造,、假肢生產(chǎn)、細(xì)胞模型研究等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用,。