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案例 | 我要当药神!3D打印技术与医疗行业

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由文牧野导演、宁浩监制、徐峥监制并领衔主演的电影《我不是药神》票房突破30亿元。

伴随着该影片的热映,医疗问题再度摆在人们面前,牵动着人们的神经。其实,除了药物本身的问题以外,医疗技术及医疗解决方案又何尝不是至关重要呢?

近年来,人们对医疗技术及医疗解决方案的关注度持续攀升,人们寄望于通过科学技术创新来提高医疗水平,而在这一环节,3D打印就占据着极其重要的位置。

众所周知,3D打印技术在医疗领域的应用研究不断深入,临床试验也在持续推进。如今,3D打印正在成为促进医疗领域变革的重要手段。

例如,3D打印技术可以快速打印人体器官模型,助力外科手术的顺利、精准实施;3D打印还能针对具体病人打印定制化的植入物,进行修复治疗;3D打印助力药企实现制药方式的创新,压缩生产成本,提高产能,延长生产线寿命等等。

今天,为大家精选了几则3D打印在医疗行业中的应用案例,快来看一下吧!

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案例一:Stratasys打印机帮助挽救12岁脑瘤男童生命

现年12岁的美国男孩儿Michael Conley打小就患有严重的头痛。他的父母通常都是给他买非处方止痛药来止痛。

但在去年十月份的一天夜里,他的头开始剧烈疼痛,并引发癫痫症状。他的父母赶紧把他送到医院诊治。医院的脑部扫描结果显示,Michael得的根本不是普通的偏头痛,而是他的脑子里长了一个肿瘤,而且,这个肿瘤的位置非常接近他的视觉神经。

于是,他的父母便把他转到美国国家儿童医院(Nationwide Children's Hospital)。在这家医院,神经内科的医生向他们展示了之前从未见过的东西——他们儿子大脑的3D打印大脑模型。

儿童神经内科专家Satya Gedela医生说:“当我给Michael一家人看这个3D打印大脑模型的时候,他们简直被眼前的景象惊呆了。”

为了顺利切除Michael脑部的肿瘤,外科医生借助Stratasys 3D打印机打印出了Michael大脑的3D模型。打印材料是经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的塑胶树脂,滴液尺寸仅为三万分之一毫米,精确度极高。

要知道,Michael的肿瘤距离他的视神经只有几毫米,而3D打印大脑模型却为医生们提供了一个清晰的路线图,能够避免对他脑部的其他部位造成损伤。

据Gedela医生介绍,Michael得的是一种罕见的室管膜瘤(Ependymomas),但也算是第三类最为常见的脑部肿瘤了。

在成人群体中,这种肿瘤往往长在脊柱里,而在儿童群体中,通常长在大脑后部。平均每年约有185名儿童被诊断出患有这类肿瘤。在3D打印技术问世之前,医生只能借助二维X射线衍射技术来更好地确定肿瘤的位置。

Gedela医生说:“即使是利用核磁共振扫描技术,效果有时也不尽人意。”

随着3D打印技术的不断发展,如今外科医生可以看到更多。

今年3月份,Michael接受了7小时的肿瘤切除手术。手术非常成功。这在很大程度上要感谢3D打印机,让外科医生们能够清楚地看到这个12岁男孩的大脑内部结构。
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案例二:Stratasys 3D打印手掌助力8岁女孩儿圆梦

Hailey Dawson在一场“双胞胎”比赛中抛出了她人生中的第一个棒球。与众不同的是,这个来自拉斯维加斯的8岁小女孩并没有手。

由于患有先天性“POLAND综合征”,Hailey一出生便失去了右手的三个手指。

在Stratasys和UNLV工科类学生们的帮助下,Hailey在内华达州安装了她的机器手臂。她的妈妈Yong Dawson说:“内华达大学拉斯维加斯分校的工程系,借助Stratasys 3D打印机为我的女儿Hailey打造了机械手臂。”

Hailey 解释说:“当我是手腕向下移动时,它就关闭,当我手腕向下移动时,它就打开。”借助这个3D打印机器右手臂,Hailey能握住铅笔,吃饭、喝水等。

她一直渴望在美国职业棒球大联盟(Major League Baseball)的所有球场都抛出她的第一个投球。MLB球队希望帮她实现这个梦想。如今,Hailey借助这个由Stalasy 3D打印机做出来的机器手臂成功投掷出了棒球。

Stratasys美洲地区总裁Rich Garrity说:“我们很高兴能帮助Hailey圆梦。3D打印在功能和性能方面确实取得了跨越式提升。特别是在修复学方面,3D打印的应用效果非常理想。”
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案例三:UPSA借助3D打印技术实现药品制造创新

UPSA是一家药片年产量超3.4亿盒的制药公司,它的巨大成功要归功于一个了不起的医生世家。在1935年,Camille Bru医生发现某些药物利用苏打水服用会更有效之后,就在法国成立了UPSA。这一发现导致了泡腾疗法的发展,这是药物研究和生产的一个转折点。

UPSA现在归Bristol-Myers Squibb拥有,但正如其UPSA技术和基础设施部项目经理Mathieu Dumora所说,该公司会继承并发扬创新的优良传统。

Dumora说:“几年前,我们就意识到,我们所有的专业知识都掌握在一些长期技术人员手中。随着学习必备技能的年轻人越来越少,我们必须得找到一种新的方法,用于工具作业和我们的内部车间。我们也只能用我们传统的生产技术来制造零件。”

UPSA定期监测技术的发展,以确定有什么可以改变他们的业务。在研究3D打印和增材制造之后,UPSA认为,通过采用该技术可以容易地节省制造成本并减少零件库存。

Dumora说:“我们意识到,通过使用3D打印部件,我们可以将部件重量减少70%,这将减少机器磨损,大幅提升生产力,并延长机器寿命。”

Dumora说,FDM技术和Stratasys Fortus 450mc™的加入,不仅使他们的内部车间焕然一新,而且激发了整个公司的创新思维。

采用3D打印后,优先考虑更换机器上的关键部件,而Fortus 450mc很快展示了其强大能力。UPSA不仅进行药品研发,同时还进行药品的生产与包装。一套生产设备使用重型铸钢臂来抓取纸箱,以便插入泡罩包装。

Dumora解释说:“这些铸钢臂很重,可能会变形,有时候甚至断裂,破坏机器。使用3D打印臂更安全,ABS-M30i™ 3D打印材料,如果变形,则可以恢复,如果损坏,则更换成本最小,时间短。这与昂贵的钢臂相比,是一个巨大的改进。仅一年时间,我们就生产了55个这样的零件,每个部件节省了95%的成本。”

UPSA还利用3D打印制造了一台设备,用以提高其儿童装Efferalgan瓶盖的安全性。来自供应商的瓶盖,可能会不经意地对药物构成污染风险。UPSA和供应商都进行了成本昂贵且耗时费力的视觉检查。

Dumora说:“我们从质量、维护及生产部门抽调人手专门成了一个团队,开发了一个能以‘吸气’和‘吹气’的方式去除任何颗粒的特殊系统。我们测试了‘吸气’功能,甚至在瓶盖中放置颗粒来测试功效。增材制造使我们能够自行开发解决方案,并通过开发迭代,来快速且具备成本效益地进行演进。成本昂贵且耗时费力的视觉检查可以叫停了。”

Dumora解释说:“自从有了Fortus 450mc以后,我们不断拓展其应用范围。我们已经使用它来制造新的替换零件,改进生产线,制造定制化零件和功能原型,以加速决策过程。事实上,在整合机器的第一年,我们就获得了丰厚的投资回报。

Dumora说:“我们的3D打印机非常可靠,且易于使用。这台机器能够不间断运转,性能完美,生产的零件也完美,这简直把我惊呆了。起初,在它的技术可靠性和一致性得到验证之前,我们对于是否采用它进行大批量作业有点犹豫不决。然而,事实证明,它可以24小时全天候持续工作长达15天,这一结果着实令人赞叹。“

来源:Stratasys

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