淺析3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及前景展望

蔣銘杰

（江蘇省梁豐高級中學(xué)，江蘇 蘇州 215600）

淺析3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及前景展望

蔣銘杰

（江蘇省梁豐高級中學(xué)，江蘇 蘇州 215600）

隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用也愈加的廣泛，其中尤其是體現(xiàn)在醫(yī)學(xué)模型、再生組織器官和醫(yī)療器械設(shè)備制造這三方面。3D打印技術(shù)在這三方面臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及發(fā)展前景也受到社會各界廣泛重視。基于此，在本文中，對3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及前景展望進(jìn)行探析。

3D打印技術(shù)；臨床醫(yī)學(xué)；應(yīng)用及前景；探析

3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)在上世紀(jì)制造領(lǐng)域中，這項技術(shù)也是增材制造的主要實現(xiàn)形式，在現(xiàn)代已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車、航天、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域中，并且具有很好的效果。其中尤其是2013年英國醫(yī)學(xué)雜志報道的“3D打印技術(shù)可以降解人造氣管植入”，也標(biāo)志著3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中發(fā)揮重要應(yīng)用作用[1]。

1 3D打印技術(shù)基本概述

3D打印技術(shù)又被稱之為增量制造技術(shù)，對這項技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的主要是通過特定設(shè)備，運(yùn)用液態(tài)粉末或者是其他固定材料實現(xiàn)打印的產(chǎn)品[1-2]。3D打印技術(shù)在現(xiàn)實中實現(xiàn)應(yīng)用的前提就是需要三維數(shù)據(jù)，因此也可以說3D打印技術(shù)的實現(xiàn)是建立在三維數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。而三維數(shù)據(jù)可以通過三維掃描儀、CAD模型等獲取，最后以STL文件格式表達(dá)。

2 3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 醫(yī)學(xué)模型設(shè)計

3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，當(dāng)前已經(jīng)廣泛在外科、骨科等專業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，并且借助于這項技術(shù)也已經(jīng)成功打印出頭顱、骨骼、心臟等組織器官等模型[2]。通過這些具象化、可視化的模型可以幫助醫(yī)生更好的了解和剖析人體組織器官，也能夠提高醫(yī)生個性化診斷和治療水平。在3D技術(shù)打印出的模型，可以清晰的顯示出各個器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其細(xì)節(jié)，這對于臨床教學(xué)、手術(shù)模擬、優(yōu)化手術(shù)方案等具有十分重要的作用。3D打印技術(shù)首次應(yīng)用于中山醫(yī)院導(dǎo)管主動脈瓣置換手術(shù)中，并且成功的為患者實施了手術(shù)導(dǎo)航和規(guī)劃。在這項醫(yī)學(xué)案例中，透過3D打印技術(shù)將患者影響數(shù)據(jù)成功的轉(zhuǎn)化成為心臟模型，并且給予醫(yī)生更多的數(shù)據(jù)信息，為手術(shù)安全和成功奠定基礎(chǔ)。除此之外，3D打印技術(shù)應(yīng)用到骨科、外科等專業(yè)領(lǐng)域，也能夠為復(fù)雜創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)外科手術(shù)等制定導(dǎo)航模板，優(yōu)化手術(shù)方案，提高治療效果。這些也都說明了3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用前景，也為醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展注入源源不斷的活力。

2.2 再生組織器官

長久以來，在臨床醫(yī)學(xué)中人體組織器官移植一直都是一項難題，在一定程度上也制約著醫(yī)療行業(yè)發(fā)展，也有很多患者因為無法有效進(jìn)行器官移植而喪失了生命。而將3D打印技術(shù)應(yīng)用到人體組織器官移植中已經(jīng)成為可能。在3D生物打印技術(shù)中，以含有活體細(xì)胞的生物墨水作為材料，打印細(xì)胞組織架構(gòu)，并且按照成型技術(shù)進(jìn)一步構(gòu)造，使之成為擁有立體結(jié)構(gòu)的細(xì)胞組織架構(gòu)，最后就能夠得到人工器官。在德國就有研究人員利用這項技術(shù)成功制作出血管，并且還可以生長出類似于肌肉的組織，這項研究成果也證明了進(jìn)行人體試驗和測試的應(yīng)用可能[2-3]。與此同時，3D打印技術(shù)應(yīng)用于器官移植制造方面，也擁有極大的空間，我國現(xiàn)目前臨床器官移植中應(yīng)用最為廣泛的還是器官捐贈，但是運(yùn)用這一方式就得面臨器官排斥、免疫等風(fēng)險，并且這些方式也面臨著極高的失敗率。在現(xiàn)目前已經(jīng)有研究者成功的利用3D打印技術(shù)成功打印出耳朵、肝臟、微型腎臟等器官，這些成功案例都彰顯著未來器官移植難題將得到解決。

2.3 醫(yī)療器械制造

將3D打印技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療器械制造中具有其他技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢，其不僅可以提高醫(yī)療器械使用精確性，還能夠提高醫(yī)療器械使用靈活性。同時，運(yùn)用3D打印技術(shù)所制造的醫(yī)療器械還能夠簡化產(chǎn)品制造程序，減短研制時間，進(jìn)而減低制造成本，提高醫(yī)療器械生產(chǎn)制造效率。如：運(yùn)用傳統(tǒng)技術(shù)制造一顆牙齒需要花費(fèi)3天時間，但是運(yùn)用3D打印技術(shù)只需要3分鐘時間就可以完成。又如：利用3D打印技術(shù)制造助聽器，可以將制作流程縮減為掃描、建模和打印這三個部分，而助聽器、矯正器等醫(yī)療器械在當(dāng)前臨床醫(yī)學(xué)中也已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。

3 3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用前景展望

在現(xiàn)目前，3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)上還沒有得到充分的應(yīng)用，其主要原因是受到打印材料的限制，應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的3D打印材料由于其材質(zhì)單一特性，導(dǎo)致發(fā)展緩慢。如：運(yùn)用金屬粉末打印出的假體，在生物力學(xué)性能山與傳統(tǒng)工藝制作的假體還存在很大的差距，同時也無法展示出人體組織器官的復(fù)雜性和多樣性。

4 結(jié) 語

在本文中，對3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及前景展望進(jìn)行分析和探討，主要是通過3D打印技術(shù)概述展開，對3D打印技術(shù)的內(nèi)涵進(jìn)行分析。其次是從3D打印技術(shù)在醫(yī)療模型設(shè)計、再生組織器官和醫(yī)療器械制造這三方面應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展前景進(jìn)行具體的分析。相信隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，3D打印材料質(zhì)量也會不斷的提升，并且如石墨烯、納米等新興材料發(fā)展，也會推動3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用更上一層樓，在臨床醫(yī)學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用也會更加普遍化、精確化。

[1] 劉中正,梁 巖,韓 濤,等.3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J].解放軍醫(yī)藥雜志,2016,28(11):6-9.

[2] 李東陽,郝萱語.3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].山東醫(yī)藥,2015,(9):100-102.

[3] 李振化,王桂華.3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].實用醫(yī)學(xué)雜志,2015,(7):1203-1205.

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ISSN.2095-8242.2017.069.13654.01

本文編輯：吳 衛(wèi)