3D打印技術(shù)用于臨床醫(yī)療的案例頻頻曝出,,于是筆者整理當(dāng)前3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用,,撰寫了這篇 “3D打印+醫(yī)療=,?”的文章,,或許這將是3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的最好文章,,沒有之一,。期待能夠給中國的醫(yī)生帶來一點(diǎn)啟發(fā),給患者帶來新的希望,,給有意愿從事醫(yī)療3D打印的熊友一些參考,。從目前的應(yīng)用情況來看,3D打印與醫(yī)療的結(jié)合點(diǎn)主要包括:手術(shù)預(yù)演模型,、骨骼替換,、假肢制作、牙科,、組織器官打印等,。
手術(shù)預(yù)演模型
手術(shù)預(yù)演模型的制作一般是醫(yī)院先通過CT、MRI(核磁共振)等造影設(shè)備掃描患者的患處組織或骨骼,,獲取DICOM格式二維數(shù)據(jù)并導(dǎo)入到Mimics等軟件中進(jìn)行三維重建,,最終獲得STL格式三維模型,并通過3D打印機(jī)打印出來,。筆者最早接觸到3D打印手術(shù)預(yù)演模型是大連優(yōu)克多維和廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院完成的患者胎盤植入子宮切除術(shù),,目前,手術(shù)預(yù)演的案例已經(jīng)越來越多,,這種3D打印技術(shù)方案主要用于高難度的手術(shù),,在術(shù)前進(jìn)行演練可以使得大夫在真正手術(shù)時(shí)更準(zhǔn)確,縮短手術(shù)時(shí)間,,減少出血量,。在預(yù)演這個(gè)過程中,年輕的大夫或者學(xué)生也可以方面直觀的學(xué)習(xí)和鍛煉,。下面的案例是2015年7月江門市五邑中醫(yī)院骨科在五邑率先通過3D打印技術(shù),,打印出“骨盆骨折”患者的骨盆模型。
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3D打印盆骨模型
2015-8-2 12:49 上傳
骨骼替換
對于需要切除骨骼的患者來講,這無疑是一個(gè)天大的好消息,,如今通過3D打印機(jī)可以打印用于替換人體骨骼的鈦合金“骨骼”,,北醫(yī)三院骨科主任劉忠軍是這一研究的牽頭人。據(jù)劉忠軍介紹,,目前已研發(fā)了幾十種3D打印機(jī)打印出來的鈦合金人體“骨骼”,,其中頸椎椎間融合器、頸椎人工椎體及人工髖關(guān)節(jié)3個(gè)產(chǎn)品已進(jìn)入臨床觀察階段,。與傳統(tǒng)的金屬骨骼相比,,3D打印‘骨骼’不但尺寸非常精確,而且?guī)в锌晒┕穷^長入的孔隙(打印出網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)),,相鄰骨頭在生長的過程中會進(jìn)入孔隙,,使真骨與假骨之間牢固地結(jié)成一體,使患者的恢復(fù)期縮短,。這項(xiàng)技術(shù)同樣要用到上面講的CT掃描,,三維重建技術(shù),再使用金屬3D打印機(jī)打印出鈦合金骨骼,。
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劉志軍3D打印金屬骨骼
2015-8-2 14:27 上傳
假肢制作
每一位殘疾人對于假肢的需求都是不同的,,因此每個(gè)假肢的制造過程也非常個(gè)性,導(dǎo)致假肢的成本較高,。而3D打印機(jī)的出現(xiàn)就是為了解決這些個(gè)性化制造的問題,,2015年5月武漢協(xié)和醫(yī)院手外科病房,6歲的鑫鑫(化名)收到一份特殊的兒童節(jié)禮物——3D打印的假手,。2年前,,鑫鑫因車禍?zhǔn)プ笫职雮(gè)手掌和5根手指,生活布滿陰霾,。今年4月底,,武漢協(xié)和醫(yī)院聯(lián)系廠家,為他定制了國內(nèi)首只3D打印的假手,。這只假手的成本僅600元,,卻讓小鑫鑫可以完成抓取物體、騎車等動作,。這樣的塑料假肢,,使用市面上幾千元的3D打印機(jī)就可以制作出來。
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3D打印假肢兒童
2015-8-2 14:37 上傳
牙科應(yīng)用 3D打印在牙科領(lǐng)域的應(yīng)用一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn),,目前分為幾個(gè)部分:3D打印金屬牙齒,、隱形牙套、金屬種植體,、導(dǎo)板等,。3D打印技術(shù)在牙科中的應(yīng)用一般也都需要結(jié)合掃描技術(shù),,例如口腔掃描儀、普通掃描儀甚至CT設(shè)備等,。對于需要安裝假牙的客戶,,首先需要對口腔進(jìn)行掃描,根據(jù)掃描的數(shù)據(jù)結(jié)果設(shè)計(jì)需要打印的牙齒,,然后使用金屬3D打印機(jī)打印牙齒,再在金屬假牙上烤瓷和染色,,就可以進(jìn)行最后一步安裝了,。筆者曾在北京航星利華見過德國Concept laser 金屬打印機(jī)制作的鈦合金牙齒。
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3D打印金屬牙齒
2015-8-2 15:45 上傳
對于需要矯正牙齒的客戶,,傳統(tǒng)的牙齒矯正使用金屬制成的托槽來引導(dǎo)牙齒移動,,矯正過程非常痛苦,而且非常難看,�,!颁撗烂谩蓖蔀橛耙晞≈斜徽{(diào)侃的對象,也讓逐漸步入社會的大學(xué)生和白領(lǐng)們望而卻步,。隱形牙套恰恰滿足了這些人的需求,,通過3D技術(shù)制作很多副牙套,每一到兩個(gè)星期更換一副,,逐步的實(shí)現(xiàn)牙齒矯正,。值得注意的是,佩戴的隱形牙套并不是3D打印機(jī)直接打印的,,而要經(jīng)過熱壓成型等工藝,,進(jìn)入口腔的材料需要經(jīng)過FDA等認(rèn)證。
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3D打印隱形牙套
2015-8-2 15:39 上傳
3D打印種植體是對傳統(tǒng)種植體的一大變革,,傳統(tǒng)的種植牙手術(shù)過程是拔完牙,,拿電鉆鉆個(gè)洞,然后將螺旋體擰進(jìn)去,。這樣做的弊端是鉆孔時(shí)會破壞好的骨頭,,如果三顆牙齒比較近,鉆洞可能會把旁邊兩顆牙齒磨壞,。另外一個(gè)關(guān)鍵問題是每個(gè)人的每顆牙都不一樣,,牙根也都不一樣,市面上通用的螺紋型產(chǎn)品欠缺針對個(gè)體病例的個(gè)性化產(chǎn)品,。而用3D打印技術(shù),,按照患者牙根的形狀,直接打印出一模一樣的種植體,。這樣拔完牙,,就直接放過去,,不需要在牙槽骨上打洞,不會破壞病人的骨頭,,達(dá)到即刻種植的效果,。
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傳統(tǒng)的金屬種植體
2015-8-2 15:50 上傳
在種植牙的過程中還需要用到另外一個(gè)東西,那就是手術(shù)導(dǎo)板,。通過3D打印個(gè)性化定制的手術(shù)導(dǎo)板,,醫(yī)生能在手術(shù)前將其放置在患者的牙床,精準(zhǔn)標(biāo)出手術(shù)過程所需的角度和深度,,從而確保種植體的準(zhǔn)確植入,,同時(shí)可以省去由外包制作手術(shù)導(dǎo)板而產(chǎn)生的費(fèi)用。
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2015-8-2 16:03 上傳
組織器官 3D打印器官組織想必是3D打印在醫(yī)療,、生物領(lǐng)域的終極應(yīng)用了,,或許未來器官移植將變得不再這么艱難,更多人的生命可以得到挽救,,而打印出一個(gè)活人也成為人們正在幻想的目標(biāo),。目前科學(xué)界和企業(yè)界對于生物3D打印主要集中在鼻子、耳朵,、血管,、腎臟、心臟,、皮膚,、眼角膜、半月板等,,據(jù)調(diào)查,,美國排隊(duì)等候器官移植的病人中,有80% 的病人等待的器官是腎臟,。目前通過生物打印方法制造的腎臟仍然無法發(fā)揮腎臟的功能,,但一旦它們開始發(fā)功能,醫(yī)生們有望使用病人自己的細(xì)胞培育出能與身體其他部位完美匹配的器官,。
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2015-8-2 16:30 上傳
3D打印技術(shù)與醫(yī)療的結(jié)合完美的發(fā)揮出3D打印的特點(diǎn):個(gè)性化的定制與快速成型,。我們不難發(fā)現(xiàn),3D打印機(jī)在某種意義上講是一種工具,,但當(dāng)它與其他技術(shù)結(jié)合,,再加上具體的應(yīng)用領(lǐng)域就能發(fā)揮無限的價(jià)值和想象。現(xiàn)在 3D+醫(yī)療=,? 你心中或許已經(jīng)有了答案了吧,。
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