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�；�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，我國首臺高通量集成化生物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3D打印產(chǎn)品無損質(zhì)控。

據(jù)市場研究公司Grand View Research預(yù)計(jì)，到2022年，全球生物3D打印市場規(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、與打印技術(shù)相配套的裝備升級慢等。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。