你能想到打印一个自己吗

国外
2014
11/25
17:55
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本帖最后由 红领巾丶 于 2014-11-25 17:58 编辑


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    美国人 Charles Hull 被认为是“3D 打印之父”。1980 年代,他推出了第一台现代意义上的 3D 打印机,打印所用的“墨水”是液态的亚克力材料,接触到紫外线照射后即可凝固。那时候,3D 打印还被叫做立体平面印刷(stereolithography)。
    从那以后,能够用 3D 打印出来的物品从精密汽车零件、到耳机、眼镜等日用物品,房屋模型乃至真正的房屋和汽车,不一而足。如果下午茶时间叫个甜品外卖,附送的餐具是 3D 打印的,那不过是个噱头。如果我们关注一下 3D 打印究竟能有多大的实用价值,医疗行业一定是其中最重要的部分。
建模
    1996 年,美国德克萨斯州威尔福特医疗中心的一对连体婴儿需要手术分离。按照医生原本的预计,因为二人下半身相连,手术后,两人只能有一人能够正常走路。利用 3D 打印技术,医生成功地模拟了连体婴儿的骨骼模型,从而找出了一条二人共用的、较为粗壮的上腿骨,令两人成功分离后都能够正常行走。
    2012 年 2 月,密歇根大学卫生系统中的查尔斯•斯图尔特•莫特儿童医院接治了一位患儿。这位两个月大的婴儿患有气管支管软化的患儿,随时有窒息危险。密歇根医学院利用聚乙内酯材料,根据 CT 影像,打印出了患儿的气管模型和一块用来托住软化部分的夹板。这块夹板实际上是一根小的软管,将在植入体内三年后降解,那个时候,患儿的呼吸道系统应该已经发育完全。

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得救的小男孩 Kaiba
    类似这种将 3D 生物打印技术运用于医疗中的案例已经越来越多。医疗机构中的研究者们在复杂的手术之间将手术部位的模型打印出来,提前进行演练,一定程度上能够规避手术中的风险,尤其是这些手术将在患者的二尖瓣、视神经等部位实施之时,这种精密建模就显得更为必要。
定制钢铁侠
    自 1992 年在一次滑雪事故中失去双腿机能以来,Amanda Boxtel 已经在轮椅上生活了 12 年。2013 年,3D Systems 和仿生设备制造商合作,为其定制了一套外骨骼设备。Boxtel 如今可以依靠这套设备,缓慢地行走。比起统一生产的义肢,扫描人体结构,定制打印的方法,令人能够更好将其与仿生设备结合使用,也减少了因义肢不合体而造成的擦伤与感染。
    在我国,3D 打印“骨骼”技术也已经于 2013 年被正式批准进入临床观察阶段。

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容貌也可以打印
    29 岁的 Stephen Power 在一次车祸中左脸颊、眼眶、上颚、头盖骨等多处受损。今年 3 月,威尔士的一个研究团队利用电脑断层扫面 Stephen 的头骨,在此基础上制作出完好的头骨模型,用钛合金打印出了头骨并成功移植。Stephen Power 也成为世界上首例用 3D 打印恢复容貌的患者。

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    2012 年,纽约 Montefiore 医疗中心为一名 3 周大的女孩 Jayla 实施了手术。Jayla 因为下巴过小导致呼吸困难、原本,她需要长大了才能接受手术,然而,在 3D 打印的帮助下,主治医生 Tepper 制作出了精细的下颚模型,在手术前,利用模型反复模拟手术环节。医生将患者的下颚转移到模型上,再用 3D 打印出的完整下颚移植到患者脸上。几个月后,女孩 Jayla 从手术中恢复,就可以正常呼吸了。
如今,Tepper 医生每年会用这种虚拟手术计划(Virtual Surgical Planning,VSP)方法治愈 2-3 名患者。这项技术的意义在于,许多原本几乎不可能成功的手术,尤其在骨骼修复方面,现在都成为了可能。
接下来是,用细胞打印器官
    维克森林大学再生医学研究所的 Anthony Atala 自 1990 年代就开始研究组织细胞的再生与治疗。目前,他们已经打印出构成人体膀胱的合成块,成功地为七位患儿实施了人造膀胱移植手术。2011 年,Anthony Atala 在 TED 大会上演讲,宣布未来人们能够用活体细胞打印出可供移植的肾脏。

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    2007 年,Organovo 成立,这是世界上最早的生物打印公司。日前,它们宣布,利用 3D 打印出的肝脏组织(exVive3D tissue)已经上市了,虽然目前只能存活 42 天,离真正应用到临床还有一段距离,但是用在药品研发实验中,已经算是一个不小的进步。
未来有多远?
    今年 8 月,3D 打印公司 OPM (Oxford Performance Materials)制造脸部植入物得到了美国食品药品管理局(FDA)的市场许可。不久前,OPM 宣布了与耶鲁大学合作进一步开发生物打印技术的消息。
    3 月,材料学家 Jennifer Lewis 带领哈佛大学的团队打印出了与血管相似的结构。发表在 Advanced Materials 上的这篇文章表示,这种用“凝胶糖”材料打印出的组织,能够为 3D 打印出的气管提供营养,实现与血管类似的功能。但是 Lewis 博士也坦承,如果要打印肾脏的话,目前已经完成的工作仅仅是打印出了一个肾单元。
    现在问题已经不是“能不能”或者“需不需要”用 3D 打印器官,问题已经变成了“怎么做”和“还有多久”。
我们当然可以想象,医疗行业在 3D 打印的帮助下能有怎样光明的未来,连带整容行业也可以借助细胞打印的东风,想整什么样就整成什么样。但是目前,3D 打印在临床上较大范围的应用,还处于帮助医生判断病情、模拟手术的阶段。
至于打印器官的个体排异、存活几率、法律规范以及种种随着研究深入而浮出水面的问题,在这中间,还有漫长曲折迂回的路。它关乎人类对于健康的追求,当然也包含人类永无止境的贪婪。
文/品牌工厂

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