3D打印,让医疗进入个性定制时代

2019-11-19 15:36:01
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文杰和张玲

9月15日,山东省先进新材料3d打印及创新应用与医务工作者交流高峰论坛在济南举行。来自中国科技前沿的学者和专家分享他们在生物三维打印创新技术和新材料的临床应用方面的研究和经验。

颅脑损伤修复:个性化“定制”补丁

3d打印技术正在改变我们的生活,并被推动成为第三次工业革命的核心技术。它仍然是全球热点。近十年来,生物三维打印技术取得了长足的进步,其医学应用也越来越广泛。

虽然人体组织或器官不能直接3d打印用于人体修复,但在神经外科领域,3d打印技术可以“智能地创建”植入式医疗设备,帮助解决头部的“修复计划”。

3d个性化定制打印正在深刻改变神经外科。据山东省医院神经外科丁奉教授介绍,对于脑外伤后的颅骨修复,现在可以选择一种通过3d技术“量身定做”的新型植入修复材料peek,可以根据患者头部的ct数据进行3d重建,并且可以完全恢复颅骨生理结构的曲度,能够适应缺损区域,具有较好的修复效果。

山东省医院神经外科是山东省最早的神经外科之一,在全省处于领先地位。近年来,该部门还积极探索生物3d打印技术的临床应用。生物三维打印技术在山东的临床应用也在快速发展。2016年,山东骨科医院完成第一次3d打印假体置换手术,标志着山东进入了3d打印医疗的新时代。

华西医院神经外科主任医师关文君教授在治疗复杂颅脑外伤及颅脑外伤后并发症方面有丰富的经验。他在论坛上的演讲主题是“精确的嵌入式颅骨成形和相关并发症的治疗”,分享了他在临床应用三维技术定制peek颅骨修复材料方面的经验。

3d打印的人工脑膜在“补脑”后完全降解

生物3d打印技术在神经外科中的另一个典型应用是3d打印人工硬脑膜,它可以修复脑外伤或脑肿瘤手术后的硬脑膜缺损。人工硬脑膜“印刷”后,其外观和内部结构几乎与人体本身相同,薄如一张纸,可降解为二氧化碳和水,在帮助修复和重建后排出体外。论坛上,山东省医院的陶昕分享了他在生物3d打印人工硬脑膜临床应用方面的经验。

清华大学生物制造中心副主任徐涛教授是世界上最早开发细胞和器官打印技术的研究人员之一。他和他的导师拥有世界上第一个细胞印刷专利。

徐涛不仅致力于科学研究,他和他的团队是中国第一个将3d打印技术应用于临床改造的团队。徐涛的另一个身份是广州马普再生医学科技有限公司的联合创始人,马普医学开发的人工硬膜已经在全球70多个国家的20多万个病例中使用。mapu medicine的“人工硬脑膜及其制备方法”专利获得2018年中国专利优秀奖。

在这个论坛上,徐涛教授的助手发表了题为“生物三维打印技术在颅外和颅面重建中的应用”的主旨演讲。

展望:离5d打印还有多远?

3d打印的peek头骨仍然由高分子合成材料制成,而用细胞打印的活体器官用于人体组织的替换和修复是生物3d打印的“终极梦想”。

今年4月,一组来自以色列的研究人员使用3d打印技术,用取自患者自身的人体组织打印出世界上第一个完整的心脏,引起了一段时间的轰动。心脏包括细胞、血管、心室和心室,但目前它不能泵血,只能收缩。

那么,将来印刷人体器官用于临床手术还远吗?

徐涛教授的主要研究方向是细胞三维打印技术,他在国外研究和产业化方面有丰富的经验。他和他的助手们说,细胞印刷被称为3d,神经和血管形成一个叫做4d的有机体。为了创造具有器官功能的产品,它应该被称为5d。就心脏而言,现在可以用3d打印出形状,但是如果心脏能够正常跳动,并且能够根据身体的需要来移动以适应身体的环境,那么在未来将需要很长时间。

论坛由中国增量材料制造产业联盟生物制造产业工作组和山东省医院神经外科主办。


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