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突破7:3D打印技术,个性化医疗指日可待

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关键词: 2016033D打印

3D打印让医疗变得快、准、稳,在未来,如果患者需要一颗心脏,3D打印机就可能立即打印出一颗完美的心脏用于移植。

3D打印给人的印象是快速、精准,只要有模型和数据,就可以很快制造出实物。在医疗方面,用3D打印机制造义肢就非常好,能够根据患者的数据来量身打造,而且十分快速便捷,价格也比传统义肢要便宜许多。

一个名为e-NABLE的非盈利性组织用3D打印为非洲残疾女童Ana免费制造一个机械援助手。从设计到最终完成打印一共只用了31个小时。而这只机械援助手仅需要50美元,传统假肢却至少需要3万美元。现在,Ana用这只机械援助手,能够亲自给帮助她的人写一封感谢信。美国加利福利亚的一位软件工程师在海地旅行时遇到了一位天生没有手指的男孩儿。回到美国后,他设计并且3D打印了一只带有灵活手指的左手寄给了那位海地男孩。装上新的左手后,这位男孩终于可以用手指握笔、翻书,他是海地第一个使用3D打印义肢的人。
3D打印出的器官的模型被很多医生用于准备手术,尤其是儿童手术。儿童心脏手术十分复杂,美国伊利诺斯儿童医院的儿科心脏医生用3D打印先制造出患儿的心脏模型,然后用它来练习心脏手术,提高手术的成功率。在3D打印心脏模型的帮助下,一些本来只能活20~30年的先心病患儿可能拥有正常人的寿命。在美国华盛顿国家儿童医学中心,工程师利用3D打印机制造了患者有缺陷的心脏模型,将其用于手术指导和教学中。该中心的研究小组已经打印了40个心脏模型,希望它们能够让手术效果变得更好。
虽然看似没有什么关系,但3D打印技术还可以用于制药。与传统制药方式相比,3D打印能够大大提高药物的有效成分。例如,如果每次服用的药物的有效成分大于1克,传统制药技术就很难将它作成一个药片或者胶囊,因此患者需要吞服很多药片或很大的药片,十分不便。许多中枢神经类药物所需剂量很大,便会遇到这个问题。而3D打印则能够把有效剂量都浓缩在一小片药物中。
除了打印义肢、器官模型和药物,3D打印还能够使用活细胞作为材料来打印活肿瘤。这对癌症的治疗非常有帮助。每个患者对抗癌药物的反应都无法预料,如果只能一种药物接一种药物来试,很有可能让患者错失治疗时机,所以最好能够在患者体外同时进行好几种药物的试验。但传统的试验方法存在缺点,例如对游离的肿瘤细胞试药可能无法得到肿瘤对药物的真实反应,如果在动物身上培育肿瘤来试药需要的时间又太长。现在,用3D打印,可以在2周内就复制一个与患者体内完全一样的肿瘤,如果有3种药物可供选择,那么就打印3个肿瘤来试药,帮助医生快速做出选择。
虽然3D打印肿瘤使用了活细胞作为材料,但是肿瘤的构造相对单一,在未来,研究人员希望能够用活性材料打印出更加复杂的组织。可能会先从比较简单的组织开始,例如骨骼或者软骨,逐渐开始打印比较复杂的组织,然后是器官,期望最终能够直接用活细胞打印出心脏之类的复杂器官。甚至有人提出,在未来,3D打印不仅能够复原受伤的器官或者组织,还能够“升级”器官或者组织。例如,当我们的膝盖受伤后,3D打印能够直接复制我们原来的未受损的膝盖,或者电脑工程师可以为我们设计一个更完美的膝盖再打印。在不久的将来,我们就能够见到很多3D打印的髋关节、膝关节等,这样关节置换患者就不用再忍受走起路来会发出杂音的金属人造关节了。

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