醫(yī)療領域三大預測：未來高精度3D打印技術的創(chuàng)新趨勢

南極熊導讀：在過去的30多年里，3D打印正在積極推動各行各業(yè)創(chuàng)新，特別是在醫(yī)療技術和生命科學領域。增材制造技術為行業(yè)創(chuàng)新提供了前所未有的機會，解決了那些直接影響患者和生命科學研究的痛點。

△以硬幣為參照物體的青光眼3D打印支架

隨著醫(yī)療保健和生物制藥領域的創(chuàng)新步伐不斷加快，研究人員正在尋找新的方法來適應和推進這些發(fā)現(xiàn)。3D打印技術提供了一系列獨特的解決方案。無論是在開發(fā)針對癌癥、阿爾茨海默病等難治性疾病的新療法，還是在構建智能可穿戴醫(yī)療設備方面，亦或是在提供個性化治療方案，如用于治療青光眼的微型支架，3D打印技術都在幫助這些應用實現(xiàn)更高的精度和更短的開發(fā)周期。

近年來，各行各業(yè)都出現(xiàn)了微型化趨勢，這使得3D打印技術更具吸引力。在某些情況下，它甚至是制造超高精度微型部件的唯一選擇。預計，到2025年，隨著微型3D打印和新型增材制造材料（包括具有更高生物相容性和耐高溫性的材料）的引入，醫(yī)療創(chuàng)新將加速，從而重新定義患者護理。

△針對特定應用而開發(fā)的3D打印材料將帶來新的創(chuàng)新

1.材料和生產運行支持專業(yè)化應用

為了支持疾病建模、精準醫(yī)療以及其它專業(yè)應用，對于溫度敏感且具備生物相容性的先進材料的需求正在不斷增長。醫(yī)療技術的開發(fā)必須采用無菌和生物相容性材料，以確保患者安全，這也是3D打印技術對產品設計師和工程師具有吸引力的一個原因。這項技術允許他們在從原型設計到生產的各個階段使用各種材料，并能夠生產少量或一次性材料用于產品測試。

在醫(yī)療保健領域，定制和一次性技術的使用同樣普遍。與傳統(tǒng)制造相比，3D打印提供了更高的靈活性，并且在小批量生產中更具成本效益，因為這些樣品使用量較少。展望未來，我們預計會看到3D打印公司與材料科學家以及特定應用領域的研究人員緊密合作，共同開發(fā)滿足特定性能需求的新型材料。

△波士頓微制造公司3D打印的生物芯片

2.3D打印引領細分醫(yī)療領域創(chuàng)新

在2024年，醫(yī)療器械市場迎來了幾家新進入者，它們專注于解決醫(yī)療技術行業(yè)特定子領域中的細分問題。例如，Pristine Surgical利用3D打印技術對關節(jié)鏡手術工具進行了改進，這樣的創(chuàng)新有助于通過高分辨率4K成像技術來簡化內窺鏡手術的操作流程。

高精度的微型3D打印解決方案也在推動治療醫(yī)學的發(fā)展，通過提供改進的工具來促進藥物研發(fā)（R&D）。微流體設備，通常被稱為芯片實驗室或芯片器官平臺，被用于藥物研究中以模擬人體生物學，為科學家提供更精確的模擬，以了解身體對處于測試階段的新藥和新療法的反應。這些設備在從藥物開發(fā)到疾病治療等廣泛的醫(yī)學研究領域中發(fā)揮著重要作用。

波士頓微制造公司全球運營首席執(zhí)行官John Kawola預計，未來各公司將會專注于如何通過3D打印解決醫(yī)療技術和醫(yī)療保健領域的設計或生產難題。它們還可能會專注于利用3D打印技術加速生命科學研究，繞過昂貴且耗時的體內研究，同時提供可靠的替代方案。

△以為鉛筆橡皮擦為參照物體的3D打印微針

3.醫(yī)療技術小型化將繼續(xù)引領創(chuàng)新

隨著治療輸送方法和手術內組件的微型化趨勢日益興起，微型3D打印技術能夠實現(xiàn)微米級精度的創(chuàng)新解決方案而變得更具吸引力。在某些情況下，增材制造可能是唯一能夠反復實現(xiàn)許多部件所需嚴格公差的解決方案。

研究人員最近利用微型3D打印技術制造了一種仿生腫瘤內導管。該導管旨在改善對肝腫瘤的藥物輸送效果，設計包括0.4毫米的側孔和精細的倒鉤，這些是傳統(tǒng)制造技術難以實現(xiàn)的。通過使用3D打印制造這種裝置，研究人員發(fā)現(xiàn)這種微型導管可以將藥物濃度提高183倍，這對于實現(xiàn)超靶向癌癥治療具有重大意義。

雖然超高分辨率部件通常必不可少，但隨著部件尺寸的減小，制造難度也相應增加。面對這些挑戰(zhàn)，整個行業(yè)越來越多地采用微型3D打印技術，以推動從藥物開發(fā)到手術工具的醫(yī)療保健和生命科學研究。

Kawola表示：“隨著我們進入醫(yī)學領域創(chuàng)新和進步的新一年，這些成就在很大程度上歸功于3D打印等獨特技術。我對于這一領域未來的發(fā)展感到興奮，并期待在自己的工作領域中，擴展到牙科和醫(yī)療環(huán)境中的最終用途應用，并繼續(xù)支持客戶推動各自行業(yè)的創(chuàng)新。”