用3D列印,給你做個超級英雄的假肢

在專業3D列印設備的製造商正特意為牙科使用者研製推廣3D列印技術的同時，其在非牙科醫療領域的應用也正進入全新的快速發展時期。

3D列印心臟的特寫

醫療衛生是當今引發持續討論的話題，但醫療衛生並不都和政策有關。治療和技術的創新正在改革人們的醫療關懷方式，儘管某些方法要麼是難以跟上時代，要麼是與改善生活或拯救生命的目標相去甚遠。現在，隨著輔助製造行業的快速發展（這些越來越受歡迎的技術經常指3D印表機），醫療衛生行業的未來正以熟悉同時又引人注目的方式進步著。

在專業3D列印設備的製造商正特意為牙科使用者研製推廣3D列印技術的同時，其在非牙科醫療領域的應用也正進入全新的快速發展時期。

3D列印：個性化醫療的模型

不要被她紫色的3D列印假肢迷惑，她可是美國隊長的鐵桿粉絲。

在製造業背景下，相比於與其他熱門產業例如航天、汽車等，3D列印的醫療應用是相當獨特的。為什麼呢？答案顯而易見，在所有的醫療衛生應用中都體現著人類元素，與拯救人類生命或者顯著提高人類生活質量這樣的成功結果相比，花費成了次要的顧慮。

但根據我們最近對這個領域的十年預估，在數字3D設計，醫學成像和3D列印領域有異常強烈的協同作用，三者相互促進是解決醫療問題的力量，醫生們可以通過病人自身的數據而捕獲（結果），進行操作，並最終藉助3D列印技術運用任何形狀和大小的物理解決方案。沒有這樣的技術，個性化醫療很難實現，因為病人們需要能夠簡單快速製造的獨一無二的元件。

3D列印技術有潛力通過各種革命性的醫療解決方案來影響千千萬萬的人，尤其是其中兩塊特別有趣的領域：外科手術和其他棘手健康狀況的治療。

改革手術方式

在如今的手術室裡，儘管醫生們能夠很容易地將一臺手術裡習得的經驗教訓應用於其他手術，3D列印在手術室裡的應用一般仍局限於相對較少的手術類型。舉個例子，有關3D列印醫療模型使用的前沿案例研究正在迅速地引起關注，例如兩歲的米娜？可汗（Mina Khan）和她所使用的心臟模型就使用了這一技術，該模型使外科醫生能構建定製的移植心臟來修補她心室的缺陷。

外科醫生們認識到3D列印技術能減少手術時間，降低錯誤或是併發症的風險，並且可通過使用3D列印的手術模型和工具來為病人提供更好的結果——在目前實現面部移植的努力中這是顯而易見的。

現在專業的3D印表機使用有多種紋理、透明、靈活的光固化型樹脂，所以在手術開始前，外科醫生可以根據病人骨頭、血管或是其他器官的CT掃描數據來計劃複雜的手術，然後轉成3D列印的電子文檔以供操作研究。對於涉及到打斷或是鑽入骨骼結構的手術，例如下顎手術、全膝關節置換術或是其他涉及到關節的手術，3D列印也能夠根據列印的定製參考的和工具完美適用。

運用醫學成像和3D建模技術，醫生們現在也可以用3D印表機來建造可以被固定到病人骨骼結構的臨時工具，為重塑骨架提供一個精準的「藍圖」，從而完美地適應標準大小的植入裝置。定製的列印鑽孔導板保證螺釘被準確放置以確保與病人身體合適匹配。

在十年內，3D列印的醫療模型和定製的手術導板很可能成為許多手術的標準流程，包括心臟手術、，下顎手術、，全膝關節置換術、，髖關節置換術、，顱內植入、，肩關節手術、，脊椎手術或者更多其他手術。

一位年輕的索爾正用他列印的假肢緊抓著戰錘

讓不可治變得可治

在快速發展的3D列印醫療手段中，最振奮人心的結果之一就是它能給予原先毫無希望的病人以幫助，無論是經濟上的困難還是特定條件下的限制。全世界上百萬人都無法接受關鍵性手術治療，現在，一些案例中，3D列印正幫助人們消除那些障礙。

安裝假肢手和人工橈動脈（在手肘以下）時存在一個奇特的現象。就總市值而言，大部分醫療設備公司對於這類假肢的需要並不會增加。傳統的人工橈動脈十分昂貴，一般來說每個產品花費在一萬到兩萬美元，甚至更多。假肢會逐漸退出廣泛應用，並且如果病人還年輕並仍在成長中，一副假肢是不現實的——尤其當病人還要依靠另一個功能健全的肢體時。一千個人中沒有一百個也有十個人能在人工橈骨幫助下過上更好的生活，但他們現在根本就不能享受一個可行的解決方案。

然而3D列印正改變這種局面——迅猛地改變。

過去兩年裡，湧現出大量完全定製的功能性假肢，它們甚至用最廉價的3D印表機就能完成。根據e-Nable在內的志願者團體聯繫列印設備與需要假肢者的經驗分析，這些假肢的總成本（包括材料在內）不過幾百美元。

這是一個計劃用於面部移植的3D列印模型。

甚至對於沒有3D印表機的人來說，擁有功能型假肢手也突然成為可能——包括了那些假肢僅僅幾個月就不適應生長中的身體，而在童年時代飽受煎熬的孩子們。現在，只要擁有了一臺印表機，就可以在24小時內為兒童列印出新的假肢。並且，這些假肢完全實現了「私人訂製」。現在，許多孩子因為擁有仿製其最愛的超級英雄的假肢而興奮不已。

植入用3D列印髖和脊椎儘管仍只佔有整個植入物品市場的極小一部分，卻成為技術治癒不治之症的又一偉大案例。

專業醫學移植提供者正用工業印表機為病人打造定製的植入物，否則那些病人們很難找到用傳統方式植入的辦法。隨著人口老齡化程度增加，老年人身體機能正在退化，所以不太可能讓他們的髖接受兩次甚至三次手術。通過3D列印製造專業植入物往往是有希望長效治癒患者的唯一方案。

接下來是什麼呢？

除了模型，手術導板和植入物等已經證實的方法，工程師們也在探索更具實驗性又有可能改變生活的途徑。

骨骼支架的現狀幾十年來基本都不受質疑。傳統的玻璃纖維外套需要專業人員輔助穿戴，而其臃腫的設計和保持乾燥的限制很大程度影響了日常生活。優雅的3D列印支架不久將打破這一局面，因為病人可以在數秒間迅速地打開關閉支架，同時其材質讓皮膚得以呼吸不至於腐爛分解，克服了傳統玻璃纖維外套的一大弊病。該設備能夠簡單迅速穿脫的性能節省了骨折病人與專家90%的預約時間。同時，輕巧貼身的設計讓穿戴者在愈傷期間更加自由地過正常生活。

3D列印醫療衛生方案仍有待提高。當橈骨假肢技術迅速發展時，腿部假肢仍面臨嚴重的3D列印挑戰：單單使用最易獲得的印表機和列印材料不能滿足持續增長的對於假腿的需要。定製的3D列印「罩子」本質上是對傳統金屬假腿美化，這也許是3D列印唯一能對假腿改進的領域了。但是在這一領域或是其他領域的未來創新潛力不可限量

正是醫療設計的創新者們願意跳出常規思考，3D列印才能推動醫療衛生的變革。3D列印的醫療應用無論是處在最初的實驗階段還是已經處於改革醫療實踐的前沿都以以下三點為旨：能夠治療更多原先無法醫治的病人；給病人更好地療效；消耗醫學專家更少的直接關懷時間。這就是醫療衛生行業的未來——3D列印讓醫生治療更多病人，承擔更少風險。（撰文：斯科特？鄧納姆 翻譯：尤衡一 審稿：董子晨曦）

關於作者：斯科特？鄧納姆（Scott Dunham）是SmarTech Markets Publishing公司的一位高級分析師，這是一家專營輔助製造和3D列印的公司。鄧納姆經常在世界範圍的3D列印工業活動擔任重要發言人，並且將出席4月1日Additive Disruption峰會和5月19日的RAPID會議。他在Live Science上發表了這篇文章。（生物谷Bioon.com）

原文連結：http：//www.livescience.com/49913-3d-printing-revolutionizing-health-care.html

【相關會議推薦】

2015醫用新材料與3D列印論壇以「交叉 前沿 新時代」為主題，通過匯聚國內知名的科學家、工程師和企業家，為生物醫用材料在基礎科學、技術和應用等方面提供優秀的交流和討論的平臺，就醫用新材料和3D列印相關領域的新方法、新發現，以及進一步發展的重點，特別是成果轉化等進行交流和研討。本次論壇設有專題報告、小組討論、頭腦風暴、講聽互動、名片交換、項目路演和展臺展示等多種形式，思想、觀點的碰撞將為專家在醫用新材料領域中提供不同的視角、嶄新的思路，是一次難得的產業盛會。