3D打印幫助解決醫學(xué)難題
2013-04-02 11:08 來(lái)源：中關(guān)村在線(xiàn) 責編：陳莎莎
- 摘要：
- 中國工程院院士戴尅戎率先將3D打印技術(shù)引入到中國骨科界，由此“3D夢(mèng)”之旅就此漸漸展開(kāi)，無(wú)數病人、醫生夢(mèng)寐以求的個(gè)性化治療愿望得以實(shí)現，他和他的團隊也正帶領(lǐng)我們一步步走向人類(lèi)“脫胎換骨”的夢(mèng)想實(shí)現。
【CPP114】訊：中國工程院院士戴尅戎率先將3D打印技術(shù)引入到中國骨科界，由此“3D夢(mèng)”之旅就此漸漸展開(kāi)，無(wú)數病人、醫生夢(mèng)寐以求的個(gè)性化治療愿望得以實(shí)現，他和他的團隊也正帶領(lǐng)我們一步步走向人類(lèi)“脫胎換骨”的夢(mèng)想實(shí)現。
上世紀80年代，在一次煙臺舉辦的人工關(guān)節會(huì )議上，戴尅戎和時(shí)任交大精密機械系主任的王成燾結下了不解之緣。當時(shí)誰(shuí)也不曾想到，此番相識竟促成了他倆此后多年的合作。他們在國內外首先提出了優(yōu)先區定制的概念，首次將3D打印技術(shù)推廣到膝、肩、踝、肘、腕、骨盆等各個(gè)部位。戴尅戎說(shuō)：“如果需要的話(huà)，現在我們可以對四肢所有關(guān)節、骨頭進(jìn)行定制，從而制造出個(gè)性化的假體。”據了解，現在已有數百例病人在3D打印技術(shù)的幫助下制作了個(gè)體化的骨關(guān)節修復假體。
目前，在第九人民醫院，3D打印技術(shù)除了用于骨科，還輔助整復外科、口腔科、眼科的醫生制作塑料模型，在給患者修復顱骨、修整下巴、重塑顴骨、眼眶等部位時(shí)派上用場(chǎng)。
有望實(shí)現一步打印“人骨”
戴尅戎說(shuō)：“目前3D打印出的大多數還僅僅是模型，無(wú)法直接植入人體內，之后還是要到工廠(chǎng)運用傳統的減量制造工藝制作假體。”
難道3D打印就沒(méi)有辦法直接打印出可以植入人體的關(guān)節嗎？戴尅戎表示，若想直接打印出金屬制品也不是不可以，但在技術(shù)層面需要進(jìn)行極大逾越�？上驳氖�，如今醫生們翹首以盼新一代3D打印機已實(shí)現技術(shù)突破，打印頭能發(fā)射溫度極高、焦點(diǎn)集中的電子束或激光，迅速融化金屬或陶瓷，一點(diǎn)一點(diǎn)完成粉末材料的“堆疊”。而用金屬材料直接打印的人工骨胳不僅能更好地與周?chē)M織融合，而且相比傳統植入物，這種人工骨擁有移植所需要的剛度和強度。戴尅戎透露，預計再經(jīng)過(guò)幾年的時(shí)間試驗和申請批準，就可進(jìn)行使用。如此看來(lái)，人類(lèi)實(shí)現“脫胎換骨”之夢(mèng)僅剩下一步之遙！
戴尅戎介紹，到時(shí)不用再根據模型制作假體，這將節省大量時(shí)間，并且，由于材料的高使用率，使得生產(chǎn)一件產(chǎn)品和生產(chǎn)大量同樣產(chǎn)品的單價(jià)相同，也就是說(shuō)，在獲得個(gè)性化的產(chǎn)品同時(shí)還不多花錢(qián)，真是一舉兩得。
3D打印或將改變就醫格局
3D打印技術(shù)將對人類(lèi)生活帶來(lái)巨大變化，戴尅戎表示，若干年后，大規模的流水線(xiàn)制造模式極可能逐步走向終結，個(gè)性化的模式將受到推崇。隨著(zhù)生產(chǎn)流水線(xiàn)的關(guān)閉，3D打印的興起，一些需要大量廠(chǎng)房及工人的“大產(chǎn)業(yè)”可能又會(huì )重新倒退回“小作坊”。而這，對個(gè)性化的人工器官制造，將迎來(lái)一個(gè)新紀元。
戴尅戎說(shuō)：“未來(lái)，個(gè)性化的人工器官制造，不一定非得在城市。只要有3D打印設備，偏遠地區也可以根據傳送“圖紙”自制人體零部件。”因此，各類(lèi)產(chǎn)品的制造可能會(huì )由現在的集中生產(chǎn)、全球分銷(xiāo)變成分散生產(chǎn)、就地銷(xiāo)售。物流業(yè)也將發(fā)生巨大轉變，運輸、銷(xiāo)售成本將大幅度降低。
“以后，也不用因為需要等待“人體零部件”影響手術(shù)時(shí)間了。而創(chuàng )新也可以變得很簡(jiǎn)單，一臺筆記本電腦、一部3D打印機加上一個(gè)聰明的頭腦就能把創(chuàng )意輕松‘打印’成樣品。”戴尅戎解釋道。
戴尅戎表示，人類(lèi)的生活方式也因此而悄然改變。曾經(jīng)，第一次工業(yè)革命揭開(kāi)了資本主義工業(yè)化序幕，開(kāi)始了城市化進(jìn)程；第二次工業(yè)革命使工業(yè)化進(jìn)入新階段，城市化速度加快。新的第三次工業(yè)革命說(shuō)不定會(huì )反過(guò)來(lái)掀起“反城市化”趨勢。戴尅戎預測：“許多人將不再執著(zhù)于城市生活，轉而搬到城市周邊甚至更遠的地區居住，享受那里的優(yōu)美風(fēng)光。同時(shí)不用擔心那里“缺醫少藥”。這將導致人口的重新布局，大城市人口密集的弊端可能化解。當然，這會(huì )是一個(gè)比較長(cháng)遠的過(guò)程。”戴尅戎說(shuō)。
上世紀80年代，在一次煙臺舉辦的人工關(guān)節會(huì )議上，戴尅戎和時(shí)任交大精密機械系主任的王成燾結下了不解之緣。當時(shí)誰(shuí)也不曾想到，此番相識竟促成了他倆此后多年的合作。他們在國內外首先提出了優(yōu)先區定制的概念，首次將3D打印技術(shù)推廣到膝、肩、踝、肘、腕、骨盆等各個(gè)部位。戴尅戎說(shuō)：“如果需要的話(huà)，現在我們可以對四肢所有關(guān)節、骨頭進(jìn)行定制，從而制造出個(gè)性化的假體。”據了解，現在已有數百例病人在3D打印技術(shù)的幫助下制作了個(gè)體化的骨關(guān)節修復假體。
目前，在第九人民醫院，3D打印技術(shù)除了用于骨科，還輔助整復外科、口腔科、眼科的醫生制作塑料模型，在給患者修復顱骨、修整下巴、重塑顴骨、眼眶等部位時(shí)派上用場(chǎng)。
有望實(shí)現一步打印“人骨”
戴尅戎說(shuō)：“目前3D打印出的大多數還僅僅是模型，無(wú)法直接植入人體內，之后還是要到工廠(chǎng)運用傳統的減量制造工藝制作假體。”
難道3D打印就沒(méi)有辦法直接打印出可以植入人體的關(guān)節嗎？戴尅戎表示，若想直接打印出金屬制品也不是不可以，但在技術(shù)層面需要進(jìn)行極大逾越�？上驳氖�，如今醫生們翹首以盼新一代3D打印機已實(shí)現技術(shù)突破，打印頭能發(fā)射溫度極高、焦點(diǎn)集中的電子束或激光，迅速融化金屬或陶瓷，一點(diǎn)一點(diǎn)完成粉末材料的“堆疊”。而用金屬材料直接打印的人工骨胳不僅能更好地與周?chē)M織融合，而且相比傳統植入物，這種人工骨擁有移植所需要的剛度和強度。戴尅戎透露，預計再經(jīng)過(guò)幾年的時(shí)間試驗和申請批準，就可進(jìn)行使用。如此看來(lái)，人類(lèi)實(shí)現“脫胎換骨”之夢(mèng)僅剩下一步之遙！
戴尅戎介紹，到時(shí)不用再根據模型制作假體，這將節省大量時(shí)間，并且，由于材料的高使用率，使得生產(chǎn)一件產(chǎn)品和生產(chǎn)大量同樣產(chǎn)品的單價(jià)相同，也就是說(shuō)，在獲得個(gè)性化的產(chǎn)品同時(shí)還不多花錢(qián)，真是一舉兩得。
3D打印或將改變就醫格局
3D打印技術(shù)將對人類(lèi)生活帶來(lái)巨大變化，戴尅戎表示，若干年后，大規模的流水線(xiàn)制造模式極可能逐步走向終結，個(gè)性化的模式將受到推崇。隨著(zhù)生產(chǎn)流水線(xiàn)的關(guān)閉，3D打印的興起，一些需要大量廠(chǎng)房及工人的“大產(chǎn)業(yè)”可能又會(huì )重新倒退回“小作坊”。而這，對個(gè)性化的人工器官制造，將迎來(lái)一個(gè)新紀元。
戴尅戎說(shuō)：“未來(lái)，個(gè)性化的人工器官制造，不一定非得在城市。只要有3D打印設備，偏遠地區也可以根據傳送“圖紙”自制人體零部件。”因此，各類(lèi)產(chǎn)品的制造可能會(huì )由現在的集中生產(chǎn)、全球分銷(xiāo)變成分散生產(chǎn)、就地銷(xiāo)售。物流業(yè)也將發(fā)生巨大轉變，運輸、銷(xiāo)售成本將大幅度降低。
“以后，也不用因為需要等待“人體零部件”影響手術(shù)時(shí)間了。而創(chuàng )新也可以變得很簡(jiǎn)單，一臺筆記本電腦、一部3D打印機加上一個(gè)聰明的頭腦就能把創(chuàng )意輕松‘打印’成樣品。”戴尅戎解釋道。
戴尅戎表示，人類(lèi)的生活方式也因此而悄然改變。曾經(jīng)，第一次工業(yè)革命揭開(kāi)了資本主義工業(yè)化序幕，開(kāi)始了城市化進(jìn)程；第二次工業(yè)革命使工業(yè)化進(jìn)入新階段，城市化速度加快。新的第三次工業(yè)革命說(shuō)不定會(huì )反過(guò)來(lái)掀起“反城市化”趨勢。戴尅戎預測：“許多人將不再執著(zhù)于城市生活，轉而搬到城市周邊甚至更遠的地區居住，享受那里的優(yōu)美風(fēng)光。同時(shí)不用擔心那里“缺醫少藥”。這將導致人口的重新布局，大城市人口密集的弊端可能化解。當然，這會(huì )是一個(gè)比較長(cháng)遠的過(guò)程。”戴尅戎說(shuō)。
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