3D 打印在医疗领域有那些进展?看完你就知道了

3D 打印在医疗领域有那些进展?看完你就知道了

仅仅一年前,修复学的一些从业人士还在担心,3D 打印的进步会让他们失业。

3D 打印将会对许多行业产生革命性影响,医疗领域是其中之一。与之相对的,是修复科医生和其他医疗从业者,对原本“平静”的传统行业被新技术入侵的忧虑。根据调研公司  IndustryArc 的估计,全球 3D 打印市场的总产值,将在 2020 年达到 12 亿美元。

我们常说的 3D 打印,在技术上的术语是增材制造(Additive manufacturing)。它是一个把软件里创造的数字物体,用融化的塑料或者金属粉,在三维尺度上层层叠加打印出来的技术。其实,早在1980 年代 3D 打印技术就已存在。只不过,价格在 2000 至 8000 美元之间、体积小到能放在桌子上的 3D 打印机在最近十年才开始出现。

3D 打印的最新医疗应用

2016 年,3D 打印在医疗行业的应用继续蓬勃发展。世界上第一个 3D 打印的处方药 Spritam(治疗癫痫),在去年获得了美国食品药物管理局(FDA)的许可。今年三月份,它上市销售。获知,利用 3D 打印的医疗设备,现在已涵盖手术器械和人体植入装置,比如已获 FDA 认证的 MedShape 钛骨连接板(bone tether plate)。

3D 打印的 MedShape 钛骨连接板

像波士顿儿童医院(Boston Children’s Hospital )这样的机构,也越来越多地使用 3D 打印的器官和骨骼模型,来计划和演练复杂手术。

今年早些时候,圣路易斯大学神经外科部门与圣路易斯工程学院联合设计了高度仿真的、 3D 打印脑动脉瘤。全世界最大桌面及工业 3D 打印机生厂商之一的 Stratasys,制作了最终模型。

所有动脉瘤的大小、轮廓、位置都是不同的。圣路易斯大学医院的神经外科主任 Saleem Abdulrauf 说

“有几百个不同大小和种类的手术夹,我们一般是在手术过程中做出决定(选择哪个)。如果能事前通过在模型上练习,选择好手术夹型号,这真的能改善手术过程。”在 3D 打印的动脉瘤模型上进行了模拟手术后,他如此表示。

用于手术模拟的 Stratasys 脑模型

分析师预测,在 2020 年前,3D 打印会成为医疗行业的一股颠覆性力量。根据 Gartner study 去年底发布的报告,至 2019 年,发达国家十分之一的人口会在身体上或者体内有 3D 打印设备。而且,在修复学和植入装置手术中,约三分之一会把 3D 打印作为核心工具。

Stratasys Direct Manufacturing 的 COO Kent Firestone 说道:

“假肢是一个很好的例子——它展示了 3D 打印确实能改善人们的生活。” 通常,制造假肢的过程包含测量肢体剩余部分的尺寸,制造出塑料复制品,然后手工把规格改良得分毫不差。

Standard Cyborg 一家位于旧金山的初创公司。它销售 3D 扫描仪和附属软件,使客户能用软件制作假肢,修改形状,并打印出来。最终结果是一会儿就能制作出具备完全功能的假肢。相比之下,传统方法制作假肢需要四个小时。

(公众号:)消息,一开始,从业者把 3D 打印看做威胁。现在,Standard Cyborg 联合创始人 Jeff Huber 表示,他的客户和与他交流过的修复医生更倾向于把 3D 打印和设计引入临床应用。而转变的主要原因是,3D 打印使专家们能制造出复杂的几何形状来保证精确合体。

“机器不在乎(设计)复幸运飞艇投注平台app杂性,对于患者,更精细的设计能带来卓越的舒适性。”

3D 打印还能使外科大夫借助人体解剖的复制品救治病人。例如密歇根大学研究人员与 C.S. Mott 儿童医院的外科大夫合作,开发出 3D 打印的气管夹板,并植入到有先天气管支气管软化症的五名儿童体内。开发者们正在申请 FDA 特别许可,以再治疗 10 名病人。

3D 打印的挑战

但是,3DHeals 的 CEO,神经系放射学家 Jenny Chenvia 表示,3D 打印技术仍然有许多重大挑战。2017 年的一个重要测试领域是,制作和打印 3D 物件能否用更简单的工作流程。

“你希望人们能与科技进行交互,你还希望该过程变得顺畅。如果使用壁垒太大,人们无法施展创造性,这无法推动创新。”

换句话说,用软件创造 3D 物件再把它打印出来,并不是按个按钮那么简单。这需要一些技巧和努力,才能搞出像大脑 3D 模型这样复杂精密的东西。但如果经过优化的软件,能让理疗师和外科大夫与数字模型互动变得更简单,3D 打印在医院、大学医疗系统和私营医疗活动得到应用就会更快。

接下来有个问题:3D 打印产品能否量产?虽然这方面已经有了些进展,但一切仍很难说。

棘手的监管问题,是又一个推广 3D 打印的障碍。去年,FDA 批准了 85 个医疗 3D 打印设备。去年五月,一个代理商发布了 3D 打印医疗设备的申请指南。

即便有这些难题,3D 打印的潜力是毋庸置疑的。Stratasys Direct Manufacturing 的 Firestone 表示,更多的终端用户零件,比如手术工具和植入装置,会在 2017 年变得更普遍。这是由于对 3D 打印金属材料的优化,尤其是人体可接触性的提升。其中一个 Stratasys 幸运飞艇投注平台app Direct Manufacturing 开发的手术工具是 Pathfinder,它能在 ACL 重建中协助外科大夫 。获知,Pathfinder 在 FDA 注册为一类医疗设备,已广泛应用于美国整形手术。

Firestone 说:“随着 3D 打印被更多人所知,我们会看到 10 年前根本想象不到的应用。”

via medcitynews

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