3d打印在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用前瞻 課件

1、3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的前瞻3D打印概念3D打印技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。簡而言之打印過程=蓋房子3D建模 =圖紙?jiān)O(shè)計(jì)原材料 =磚黏性粉末=水泥3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原 材 料“墨 水”3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料等3D打印的優(yōu)缺點(diǎn)人性高效低廉低碳加工精度不高材料應(yīng)用范圍狹窄高強(qiáng)度產(chǎn)品難以達(dá)到要求優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)3D打印在醫(yī)療

2、領(lǐng)域的應(yīng)用案例世界第一例3D打印技術(shù)用于臨床俄亥俄州的小男孩Kaiba Gionfriddo，極端罕見的先天性氣管支氣管軟化癥，無法自主呼吸，每日面臨死亡威脅。密西根大學(xué)醫(yī)學(xué)院根據(jù)CT影像利用3D打印機(jī)打印了一個氣管支架植入體內(nèi)，7天后撤離呼吸機(jī)自主呼吸。2013年5月23日發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志。2012年2月10日，比利時哈塞爾特大學(xué)的科研人員們宣布，他們已經(jīng)成功為一名83歲的老婦人植入了3D打印而成的下頜骨，這也是世界上首次完全使用定制植入物代替整個下顎。與傳統(tǒng)的制作方法相較而言，3D打印技術(shù)耗費(fèi)的材料更少，生產(chǎn)時間更短，往往只需數(shù)個小時便可以制出一只下頜骨。為了避免排斥反應(yīng)的發(fā)生，科研

3、人員們在制作完成的下頜骨上涂上了生物陶瓷涂層。據(jù)悉，采用3D打印技術(shù)制出的人工下顎重量約為107克，僅比活體下顎重30克，因而十分方便患者使用與操作。2013年7月4日從北京大學(xué)第三醫(yī)院獲悉：截至目前，已經(jīng)有近40位患者在簽署知情同意之后，植入了3D打印出來的“鋼筋鐵骨”，并接受定期追蹤檢查。北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科劉忠軍帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在脊柱及關(guān)節(jié)外科領(lǐng)域研發(fā)出了幾十個3D打印脊柱外科植入物，其中包括頸椎椎間融合器、頸椎人工椎體及人工髖關(guān)節(jié)在內(nèi)的三個產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了臨床觀察階段。世界上第一個3D打印人類胚胎干細(xì)胞英國愛丁堡赫瑞瓦特大學(xué)研究人員使用3D打印出了世界上第一個人類胚胎干細(xì)胞。該團(tuán)隊(duì)使用了一種經(jīng)

4、特殊設(shè)計(jì)的“以瓣膜為基礎(chǔ)”的打印機(jī)。這種打印機(jī)裝有的“生物墨水”內(nèi)含有實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的人類胚胎干細(xì)胞。只需少量空氣就可把這些細(xì)胞從打印機(jī)的“墨盒”中擠出，并可通過微型瓣膜的開合來控制“墨水”的流動。價值所在通過打印人類胚胎干細(xì)胞生成3D結(jié)構(gòu)，能造出更精確的人體組織模型，這對藥物開發(fā)，毒性測試非常有用，為人類提供可靠的藥物而不必再用動物做藥物測試，提供用于移植器官而無需捐獻(xiàn)，并能消除器官排斥和免疫抑制帶來的問題。2013年11月7日，來自美國一家生物技術(shù)公司Organovo用3D打印機(jī)打印出功能正常的肝臟組織并存活了長達(dá)40天之久，再次打破該公司于5月份創(chuàng)造的存活5天的記錄。3D打印肝臟模型輔助手術(shù)2013年4月9日，日本一家醫(yī)院的醫(yī)生先使用刀具切割了一個由3D打印機(jī)打印的患者肝臟的三維復(fù)制品。這個模型幫助醫(yī)生計(jì)算出如何切割肝臟，并成功的進(jìn)行了肝臟移植手術(shù)。2011年9月18日，德國Fraunhofer institutes的跨學(xué)科研究小組宣布已經(jīng)創(chuàng)建了完整功能的人造血管，這種血管采用三維打印和強(qiáng)激光脈沖技術(shù)來完成，這種技術(shù)采用了特殊的含有生物分子聚合物的