2017年3D打印技术的7大新进展

    在再生医学领域，研究人员已经在利用生物3D打印技术培养人造***方面取得了值得肯定的进展。本文主要观察了2017年***季度，医用3D打印技术在如下7个领域的相当新进展。

医药生物行业是目前3D打印技术预规划模型、手术导板、3D打印植入物，以及假肢、助听器等康复医疗器械。在再生医学领域，研究人员已经在利用生物3D打印技术培养人造***方面取得了值得肯定的进展。本文主要观察了2017年***季度，医用3D打印技术在如下7个领域的相当新进展。

1手术规划模型

世界首例Mr混合现实技术辅助的乳房重建手术完成

辅助**手术的3D打印肝脏模型普及有望，*需不到150美元

3月初，波兰克拉科夫一医学团队通过展示了肝脏内部**、内循环系统，以及对外科医生或将面临的种种问题予以参照。研究者以一名52岁的女病人的肝脏为样本，先获得其肝脏CT扫描，再使用PLA彩色材料的标准3D打印机，进行六个部件的打印。随后搭建起“肝薄壁组织的支架（liverparenchymascaffold）”，再填充硅胶材料。完成后的模型即能清晰可见肝脏，包括形状、质量，还有**及内部些许血管。总共花费约160小时，模型成本低于150美元。相比于2015年日本筑波大学科研团队的研究，3D打印心脏模型挽救洛杉矶婴儿生命

南方医科大学附属第三医院（广东省骨科医院）骨**科团队成功为一名脊索瘤患者切除了脊椎，并植入3D打印人工椎体，这是广东完成的首例3D打印换脊骨手术。个性化的3D打印人工脊柱更有利于保护神经，并利于术后骨愈合。

2手术导板

3OPM公司的3D打印骨植入物获得欧洲专利批准

牛津高性能材料公司（OPM）的“用于骨替换的定制植入物”将利用新兴的OsteoFab植入物制造工艺。OPM现在将把其高性能添加制造工艺应用于3D打印定制植入物，以执行骨替换操作。该欧洲专利相当初于2011年底提交，于2016年12月21日生效，并将持续到2029年8月7日。目前，OPM仍是***家也是***一家获得FDA510（k）批准的3D打印患者特异性聚合物基植入物的公司。

澳洲成功实施首例3D打印钛-聚合物胸骨植入手术

鼓楼医院国内**3D打印导航治蝶颚神***

南京鼓楼医院团队对患者进行了头颅薄层CT扫描，设计并3D打印出个性化的蝶颚神经节介入导航模板，术中以模板引导穿刺至目标靶点，以少量局***物精细地完成了蝶颚神经节阻滞，阻滞完成时患者即刻感到鼻塞感及眼部的酸胀感明显缓解，左面部的持续性隐痛也明显好转。随后，团队利用该导航模板进行了一次蝶颚神经节脉冲射频***与两次阻滞***，患者左面部的疼痛完全消失。3D打印个性化导航模板，不仅极大缩短了手术时间，减少了手术的创伤，对需要进行多次手术操作的患者，更是极大的帮助。

4康复医疗器械

3D打印康复医疗器械的推广需要专业的医疗器械服务商介入，从数据采集、设计、成型以及产品的认证方面进行专业的操作。

史上相当小3D打印定制钛金属助听器问世

牙齿修复和***的成本是牙科诊所、实验室需要考虑重要因素，很多有先见之明的牙科诊所、实验室已经引入数字化口腔技术，以提升效率、降低成本。近年来，以软件设计为基础的牙科修复变得普及，很多牙科诊所、实验室或专业义齿生产企业都引入了3D打印技术。结合了3D打印的数字化口腔技术为牙科行业带来了精度高、成本低、效率高，以及符合规范化生产链相符的口腔数据。

直接3D打印义齿也已经可以实现。Envision TEC公司已经有一种打印材料获得了食品及***管理局（FDA）的认证，这些3D材料可以直接用来打印临时牙冠。该临时牙冠给患者佩戴的时间甚至可以长达5年之久。不少专业人士预计，到2020年以前，大多数牙医都会逐渐开始使用3D打印的牙冠，从而不需要牙科实验室进行高度专业的生产，同时也满足了病人对于牙冠的不同需求。

用3D打印技术制作金属材料的牙冠固定桥等修复体也成为牙科行业应用的技术。总之，3D 打印将数字化口腔技术的效率带到生产阶段。通过结合使用口腔扫描、CAD/CAM 设计和 3D 打印，牙科实验室可以准确、快速的生产牙冠、齿桥、牙科模型、矫正器等一些列的牙科产品。

不论是三维口腔扫描、CAD设计软件还是用3D打印牙模、牙冠，这些数字化技术的意义在于，使医生逐渐不必再亲自动手制作模型、义齿等牙科产品、承担牙科技师的工作，而是将更多精力回归到口腔疾病的诊断及实施口腔手术本身。对于牙科技师而言，虽然远在医生诊室之外，但只要获得患者的口腔数据，就可以根据医生要求定制出精细的牙科产品。

6 生物3D打印

无论是人造血管、软骨组织，还是肝脏组织、肾脏组织，其**是特定类型细胞的分离（或定向诱导）及大规模扩增。而生物3D打印技术，在人工组织、***培养过程更多承担了三维形状的构建，即让人体细胞按照预先设计好的形状来生长。因此人造***、组织的发展更大程度上取决于生物技术的发展。

日本京都大学研发出促进神经再生的生物3D打印导管日本京都大学的研究人员使用 来自Cyfuse Biomedical的Regenova 3D生物打印机创建管状导管，可以促进受损的神经***。研究人员在六只老鼠身上使用8mm3D打印导管桥接神经中的5mm间隙；对于其他六只，使用当前标准的硅管。研究人员发现，3D生物打印导管有助于促进老鼠的神经再生，速度比硅胶管更快，这进一步表明生物3D打印导管有***可以用于帮助患者的神经损伤恢复。

利用自行研制的数字光处理（DLP）3D打印机，他们成功打印出了复杂的血管网络，而此网络在被植入小鼠体内后居然成功与后者的血管系统实现了融合，并且表现出了正常的功能。 与之前出现过的类似项目相比有如下几个明显的优点：①基础是真实的人类血管扫描数据，所以打印出的血管更复杂，连***都包含。相比之下，其它类似项目很多都只是打印出简单的一段；②采用的材料除了光敏聚合物还包括了水凝胶和内皮细胞，所以血管网络的兼容性更好。并且，光敏聚合物的成本还很低。③打印速度非常快，整个过程只用了十几秒（当然也是因为血管网络本身就很小，尺寸*为4毫米x5毫米x0.6毫米），而如果换做挤出式3D打印技术，可能要数小时。在花费1天时间培养了一些这样的3D打印血管网络后，团队将它们植入了小鼠的皮肤伤处。两周后，他们惊喜地发现，这些人工血管不但与小鼠自身的血管网络成功融合，而且没有出现任何堵塞情况—小鼠的血液循环十分正常。毫无疑问，这就为对于人类的***移植带来了新的希望。

加拿大生物技术公司Aspect Biosystems与强生DePuy Synthes Products达成一项新的研究合作，用Aspect的“打印机上的实验室（Lab-on-a-Printer）”生物打印平台来开发适用于手术***的生物打印膝盖半月板。

浙大贺永团队研发了一种血管3D打印工艺，该工艺能实现宏微跨尺度血管结构的打印，宏观流道可用于各种机械力的加载，微观通道可用于营养输送以及化学物质的加载。本血管打印模型可以集成在器官芯片上，可应用于***筛选、细胞共培养、细胞力学等领域。

7 3D打印与制药

通过调整打印液流速、喷头移动速度、打印液液滴直径、粉末铺层厚度、喷涂次数、喷涂角度、喷涂位置等工艺参数，可以改变药剂中含量、辅料成分和组成，从而改变***释放速率和释放量，使得具体的生产过程灵活而简单，通过CAD（计算机辅助设计）为单个患者设计制造理想化的***方式成为可能。

3D打印协助科学家研习开发可探测病毒的医用传感器

UCLA推出新型生物墨水，可3D打印成***

编辑：深圳市恒制科技有限公司